在化纖滌綸短絲的生產工藝流程中,后處理牽伸聯合機是整個生產線中的關鍵設備,各單元機的控制精度直接影響成品絲的質量。采用傳統的機械長邊軸或同步調節器控制,各單元機之間的工藝比例倍數調整極不方便,且控制精度難以保證。所以,為了方便對各工藝參數的調節,提高整個系統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現場總線簡介
　　PROFIBUS是德國國家標準DIN19245和歐洲標準EN50170的現場總線標準。PROFIBUS廣泛應用于加工制造、過程和樓宇自動化等行業。PROFIBUS根據應用特點分為PROFIBUS-DP,PROFIBUS-FMS,PROFIBUS-PA。其特點分別為：PROFIBUS-DP(工廠自動化),快速即插即用;PROFIBUS-FMS(通用性自動化),通用、大范圍使用、多主通信;PROFIBUS-PA(過程自動化),面向應用、總線供電、本質安全。PROFIBUS-DP用于設備級的高速數據傳送,中央控制器通過高速串行線同分散的現場設備進行通信,多數數據交換是周期性的,除此以外,智能化現場設備還需要非周期性通信,以進行配置診斷和報警處理。
　　PROFIBUS協議的實現可以通過PROFIBUS的專門協議芯片和微處理的結合來完成。在電力傳動領域,各個公司分別推出自己的實現PROFIBUS協議的通信模板,直接插入變頻器內就可以完成通訊。如SIEMENSSIMOVERTMASTERDRIVERS變頻器中的CBP板,艾默生變頻器的TDS-PA01適配器。現就滌綸短絲后處理牽伸聯合機傳動系統中PROFIBUS的具體應用作一描述。

　　3滌綸短絲后處理牽伸聯合機PROFIBUS現場總線的應用
　　3.1滌綸短絲后處理牽伸聯合機傳動系統簡介
　　本文以滌綸短絲后處理牽伸聯合機傳動系統為例,介紹現場總線在牽伸聯合機系統中的應用。
　　化纖聚酯瓶片經熔融紡絲卷繞上油形成絲束喂入盛絲桶內,盛絲桶里的絲束從集束架引出,經過浸油槽上油,進入第一牽伸機;本生產線共有兩道牽伸,一道牽伸在第一牽伸機和第二牽伸機之間進行;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和第三牽伸機之間的蒸汽牽伸箱中進行,牽伸溫度約為95～100℃;牽伸后的絲束由由疊絲機將其疊成一片,送卷曲機使絲束卷曲成形。系統使用6套西門子矢量控制型逆變器,分別驅動六臺單元機。PLC采用西門子S7-300系列。在主控柜內設置PLC主站,現場操作臺上裝有西門子TP170A型觸摸屏,觸摸屏與各變頻器均為從站。
PLC通過PROFIBUS-DP現場總線將主站與從站全部連接起來組成了一個工業現場總線系統,即提高了系統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。該系統主要有以下特點和新功能：①矢量控制變頻技術,電機上的編碼器和逆變器構成速度閉環;②能耗制動加機械制動,停車時自動投入制動工作,工作可靠,制動平穩,實現了高速下的快速停車;③先進的工業現場總線系統與PROFIBUS總線;④觸摸屏使用戶操作方便,速度、電流等數據實時顯示,電氣系統運行監控與顯示,故障顯示,診斷,報警等。

3.2PROFIBUS-DP網絡組成

　　利用S7-300CPU313C-2DP作為主站,逆變器加CBP板、現場觸摸屏（TP170A）作為從站,組成一個單主PROFIBUS-DP通信系統。DP適用于數據高速通信的場合,采用RS-485雙絞線電纜或光纖電纜,波特率從9.6Kbps-12Mbps,采用點對點(用戶數據與傳輸)或廣播(控制指令)方式,支持循環的主從數據傳輸。PROFIBUS網絡組成圖如圖2所示。

　　由于PLC主站和所有從站都為SIEMENS公司產品,所以都滿足PROFIBUS總線通信協議。在本系統中,采用RS485屏蔽雙絞線作為通信介質,通信波特率為1.5Mbps,為PROFIBUS環形網絡。PROFIBUS-DP主要使用主-從方式,PLC主站周期性地與傳動裝置進行數據交換。在PROFIBUS結構中,周期性通道MSCY-C1的可用數據被定義為參數過程對象PPO,可用數據結構分成不同兩部分且用報文分別傳送：PZD