PROFIBUS總線在織造機(jī)上的應(yīng)用

0 引言

信息技術(shù)的飛速發(fā)展，促進(jìn)了工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的深刻變革，數(shù)字信息交換的范圍正迅速覆蓋從工廠的管理、控制到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各個(gè)層次，并逐步形成了全分布式網(wǎng)絡(luò)集成自動(dòng)化系統(tǒng)和工業(yè)控制系統(tǒng)的集散化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化要求而發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。PROFIBUS總線技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展已經(jīng)成為全球工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的熱點(diǎn)之一，受到全世界和工業(yè)界的普遍重視。目前，現(xiàn)場(chǎng)總線已經(jīng)為自動(dòng)化技術(shù)構(gòu)成的全集成自動(dòng)化系統(tǒng)以及信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將成為本世紀(jì)自動(dòng)化發(fā)展的主流。

1 設(shè)計(jì)分析

水刺無(wú)紡布聯(lián)合織造機(jī)如圖1所示，共分為13個(gè)環(huán)節(jié)，輸送簾、預(yù)刺機(jī)、圓刺機(jī)1、圓刺機(jī)2、主刺機(jī)、軋干機(jī)、軋染機(jī)、烘干機(jī)1、烘干機(jī)2、印花機(jī)、烘干機(jī)3、烘干機(jī)4和收卷機(jī)組成。每個(gè)環(huán)節(jié)都由一只2.2KW三相交流異步電機(jī)拖動(dòng)。根據(jù)生產(chǎn)的工藝，控制要求如下：

圖1水刺無(wú)紡布織造生產(chǎn)線傳動(dòng)示意圖

1)生產(chǎn)線的所有工藝參數(shù)可在觸摸屏上調(diào)節(jié)。

2)每只電機(jī)所拖動(dòng)的圓輥上的線速度相等。

3)對(duì)整條生產(chǎn)線的運(yùn)行速度可手動(dòng)設(shè)定(稱為領(lǐng)航速度)。

4)對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)可設(shè)定其速度比例，比如領(lǐng)航速度設(shè)定為15m／min，所有環(huán)節(jié)比例設(shè)定為1，各環(huán)節(jié)線速度相等，都為15m／min，當(dāng)主刺機(jī)的比例設(shè)定為1.1時(shí)，在主刺機(jī)后面的軋干機(jī)等環(huán)節(jié)的線速度同時(shí)都要增加1.1倍，主刺機(jī)前面的環(huán)節(jié)線速度不變。

5)在烘干機(jī)l處設(shè)定一個(gè)啟動(dòng)開關(guān)與加速按鈕，只有當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)打開時(shí)，1號(hào)烘干機(jī)后面的環(huán)節(jié)才能工作，當(dāng)加速按鈕按下后，1號(hào)烘干機(jī)后的所有環(huán)節(jié)速度增加，增加比例可在觸摸屏上調(diào)節(jié)。

6)在3號(hào)烘干機(jī)與收卷機(jī)上各設(shè)定一個(gè)啟動(dòng)開關(guān)與加速按鈕，作用同上。

2 制定控制方案

2.1 控制分析

1)因每個(gè)環(huán)節(jié)的傳動(dòng)比都不一樣，并且生產(chǎn)線的速度要可調(diào)，所以每一個(gè)環(huán)節(jié)都必須使用變頻器控制，以達(dá)到速度可調(diào)的基本要求。

2)在正常生產(chǎn)過(guò)程中，每個(gè)環(huán)節(jié)的圓輥上過(guò)原料綿時(shí)，圓輥就會(huì)受力，速度就會(huì)下降，此時(shí)系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)節(jié)速度，始終保持設(shè)定的線速度不變。這就要求系統(tǒng)必須采用閉環(huán)調(diào)節(jié)。

3)因?yàn)橛?3只變頻器，如果采用傳統(tǒng)的模擬量控制，會(huì)有線路復(fù)雜，抗干擾能力差，故障維修率高等缺點(diǎn)，所以采用總線控制。

2.2 控制方案

在每只電機(jī)上安裝一只編碼器，將速度反饋到變頻器內(nèi)，再由PLC通過(guò)總線控制變頻器的輸出，構(gòu)成半閉環(huán)控制系統(tǒng)。

采用西門S7-300 PLC，CPU為315—2DP，變頻器為DANFOSS的VLT2800加PROFIBUS控制卡，西門子TP270 10寸觸摸屏等為主要控制器件實(shí)現(xiàn)以上控制要求?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

3 硬件設(shè)置與程序

3.1 87-300 PLC硬件組態(tài)

PLC硬件組態(tài)又分為兩個(gè)部分先是對(duì)PLC模塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行組態(tài)，再對(duì)總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組態(tài)。對(duì)模塊結(jié)構(gòu)組態(tài)就根據(jù)PLC的組成結(jié)構(gòu)，將每一只模塊的型號(hào)輸入到RACK中，并記錄下系統(tǒng)自動(dòng)分配的地址，如面3所示，輸入啟始地址為112．0共計(jì)32點(diǎn)；輸出啟始地址為Q24.0，共計(jì)16點(diǎn)。GSD文件，并加載到系統(tǒng)中，然后就可以進(jìn)行組態(tài)，如圖3所示共計(jì)組態(tài)13個(gè)站點(diǎn)，且每一個(gè)站點(diǎn)地址都不相同。所有站點(diǎn)組態(tài)完成后，對(duì)每一個(gè)站點(diǎn)的參數(shù)控制方式(PPO)進(jìn)行選擇與設(shè)置。VLT2800提供了8種PPO控制方式，這里選用第4種l!llTYPF_A，如圖4所示。

圖3硬件組態(tài)圖

每一個(gè)站點(diǎn)PPO—TYPE 4共12個(gè)字節(jié)，如圖4站點(diǎn)地址為1的變頻器，占用PLC輸入地址為IB256到IB267，輸出地址為QB256到QB267，每一個(gè)字節(jié)所表示的意義，可參照DANFOSS DP V lPROFIBUSS通信手冊(cè)。