在化纖滌綸短絲的生產(chǎn)工藝流程中,后處理牽伸聯(lián)合機(jī)是整個(gè)生產(chǎn)線中的關(guān)鍵設(shè)備,各單元機(jī)的控制精度直接影響成品絲的質(zhì)量。采用傳統(tǒng)的機(jī)械長(zhǎng)邊軸或同步調(diào)節(jié)器控制,各單元機(jī)之間的工藝比例倍數(shù)調(diào)整極不方便,且控制精度難以保證。所以,為了方便對(duì)各工藝參數(shù)的調(diào)節(jié),提高整個(gè)系統(tǒng)的控制精度和可靠性,采用“西門子TP170A觸摸屏 S7-300PLC 矢量控制型逆變器”的控制方案。

　　2PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介
　　PROFIBUS是德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。PROFIBUS廣泛應(yīng)用于加工制造、過程和樓宇自動(dòng)化等行業(yè)。PROFIBUS根據(jù)應(yīng)用特點(diǎn)分為PROFIBUS-DP,PROFIBUS-FMS,PROFIBUS-PA。其特點(diǎn)分別為：PROFIBUS-DP(工廠自動(dòng)化),快速即插即用;PROFIBUS-FMS(通用性自動(dòng)化),通用、大范圍使用、多主通信;PROFIBUS-PA(過程自動(dòng)化),面向應(yīng)用、總線供電、本質(zhì)安全。PROFIBUS-DP用于設(shè)備級(jí)的高速數(shù)據(jù)傳送,中央控制器通過高速串行線同分散的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信,多數(shù)數(shù)據(jù)交換是周期性的,除此以外,智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備還需要非周期性通信,以進(jìn)行配置診斷和報(bào)警處理。
　　PROFIBUS協(xié)議的實(shí)現(xiàn)可以通過PROFIBUS的專門協(xié)議芯片和微處理的結(jié)合來完成。在電力傳動(dòng)領(lǐng)域,各個(gè)公司分別推出自己的實(shí)現(xiàn)PROFIBUS協(xié)議的通信模板,直接插入變頻器內(nèi)就可以完成通訊。如SIEMENSSIMOVERTMASTERDRIVERS變頻器中的CBP板,艾默生變頻器的TDS-PA01適配器?，F(xiàn)就滌綸短絲后處理牽伸聯(lián)合機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中PROFIBUS的具體應(yīng)用作一描述。

　　3滌綸短絲后處理牽伸聯(lián)合機(jī)PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用
　　3.1滌綸短絲后處理牽伸聯(lián)合機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
　　本文以滌綸短絲后處理牽伸聯(lián)合機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)為例,介紹現(xiàn)場(chǎng)總線在牽伸聯(lián)合機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用。
　　化纖聚酯瓶片經(jīng)熔融紡絲卷繞上油形成絲束喂入盛絲桶內(nèi),盛絲桶里的絲束從集束架引出,經(jīng)過浸油槽上油,進(jìn)入第一牽伸機(jī);本生產(chǎn)線共有兩道牽伸,一道牽伸在第一牽伸機(jī)和第二牽伸機(jī)之間進(jìn)行;一道牽伸所需的牽伸溫度是75～80℃,由水浴牽伸槽提供。二道牽伸是在第二牽伸機(jī)和第三牽伸機(jī)之間的蒸汽牽伸箱中進(jìn)行,牽伸溫度約為95～100℃;牽伸后的絲束由由疊絲機(jī)將其疊成一片,送卷曲機(jī)使絲束卷曲成形。系統(tǒng)使用6套西門子矢量控制型逆變器,分別驅(qū)動(dòng)六臺(tái)單元機(jī)。PLC采用西門子S7-300系列。在主控柜內(nèi)設(shè)置PLC主站,現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)上裝有西門子TP170A型觸摸屏,觸摸屏與各變頻器均為從站。
PLC通過PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線將主站與從站全部連接起來組成了一個(gè)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng),即提高了系統(tǒng)的可靠性與高性能比,也極大地方便了工藝人員和操作人員。該系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn)和新功能：①矢量控制變頻技術(shù),電機(jī)上的編碼器和逆變器構(gòu)成速度閉環(huán);②能耗制動(dòng)加機(jī)械制動(dòng),停車時(shí)自動(dòng)投入制動(dòng)工作,工作可靠,制動(dòng)平穩(wěn),實(shí)現(xiàn)了高速下的快速停車;③先進(jìn)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)與PROFIBUS總線;④觸摸屏使用戶操作方便,速度、電流等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示,電氣系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控與顯示,故障顯示,診斷,報(bào)警等。

3.2PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)組成

　　利用S7-300CPU313C-2DP作為主站,逆變器加CBP板、現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏（TP170A）作為從站,組成一個(gè)單主PROFIBUS-DP通信系統(tǒng)。DP適用于數(shù)據(jù)高速通信的場(chǎng)合,采用RS-485雙絞線電纜或光纖電纜,波特率從9.6Kbps-12Mbps,采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(用戶數(shù)據(jù)與傳輸)或廣播(控制指令)方式,支持循環(huán)的主從數(shù)據(jù)傳輸。PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)組成圖如圖2所示。

　　由于PLC主站和所有從站都為SIEMENS公司產(chǎn)品,所以都滿足PROFIBUS總線通信協(xié)議。在本系統(tǒng)中,采用RS485屏蔽雙絞線作為通信介質(zhì),通信波特率為1.5Mbps,為PROFIBUS環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。PROFIBUS-DP主要使用主-從方式,PLC主站周期性地與傳動(dòng)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在PROFIBUS結(jié)構(gòu)中,周期性通道MSCY-C1的可用數(shù)據(jù)被定義為參數(shù)過程對(duì)象PPO,可用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分成不同兩部分且用報(bào)文分別傳送：PZD