PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在野戰(zhàn)光纜生產(chǎn)線主動(dòng)放線絞籠中的應(yīng)用

1 引言
　　隨著通信事業(yè)的發(fā)展，光纖光纜已經(jīng)進(jìn)入有線通信的各個(gè)領(lǐng)域，包括郵電通信、廣播通信、電力通信和軍事通信等領(lǐng)域。光纜的結(jié)構(gòu)總是隨著光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和使用環(huán)境的要求而發(fā)展，不同的場(chǎng)合、不同的要求造成了光纜多結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)。由于特殊的野外環(huán)境，對(duì)野戰(zhàn)光纜的要求與室外光纜有著很大的不同。它不僅應(yīng)具有一定的抗拉強(qiáng)度，還應(yīng)具有直徑小、柔軟、易彎曲和阻燃的特點(diǎn)。當(dāng)緊包光纖數(shù)量較多或外徑較大時(shí)，為使光纜具有較好的彎曲性能，必須使緊包光纖以單螺旋方式絞合。
　　為了適應(yīng)這種特殊的絞合方式，野戰(zhàn)光纜的生產(chǎn)需采用專用生產(chǎn)線。如何在緊包光纖絞籠、緊包光纖放線單元退扭的同時(shí)以恒定的張力放出光纖，是整條生產(chǎn)線的關(guān)鍵工藝之一。因?yàn)榫o包光纖的張力大小會(huì)影響光纖的傳輸性能。張力過小，緊包光纖會(huì)淌線；張力過大，則有可能將緊包光纖拉壞。故主動(dòng)放線絞籠恒張力控制的設(shè)計(jì)是整條生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。為此我們?cè)O(shè)計(jì)將張力傳感器傳送的電壓信號(hào)送給變頻器，再通過PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線傳送給PI C，利用PI C內(nèi)部的PID過程控制模塊進(jìn)行調(diào)節(jié)，之后將控制信號(hào)送給變頻器。這樣做的好處是：1）PLC內(nèi)部的PID過程控制模塊性能比較優(yōu)越，能夠更好地控制張力。2）即使出現(xiàn)故障（通信故障、PLC系統(tǒng)故障等），也可以利用DANFOSS變頻器自帶的PID過程控制模塊使生產(chǎn)繼續(xù)進(jìn)行。
2 PROFIBUS—DP現(xiàn)場(chǎng)總線的選擇
　　現(xiàn)場(chǎng)總線的出現(xiàn)和發(fā)展給工業(yè)控制領(lǐng)域帶來一次革命性的突破。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已成為世界自動(dòng)化技術(shù)的熱點(diǎn)，在我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中受到極大關(guān)注并得到大力推廣。PROFIBUS—DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是一種低成本通信技術(shù)，用于設(shè)備級(jí)控制系統(tǒng)與分散式I／O模塊的通信，具有極好的抗電磁干擾性。使用PROFIBU～DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，可取代現(xiàn)場(chǎng)的24 V或0～20 mA的并行信號(hào)傳輸技術(shù)。由于西門子公司對(duì)PROFIBU～DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的大力推廣，PROFIBUS產(chǎn)品已被世界市場(chǎng)普遍接受。
　　丹佛斯公司的VLT系列變頻器配備有專門的PRClFIBUS-DP通信網(wǎng)卡，以便實(shí)現(xiàn)變頻器與PLC之間的現(xiàn)場(chǎng)通信。下面以VLT 5000系列變頻器為例，詳細(xì)介紹PROFIBUS—DP現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
P　　ROFIBusDP現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)如圖1所示。整個(gè)控制系統(tǒng)由1臺(tái)上位機(jī)、1臺(tái)PRCIFIBUS-DP主站和8臺(tái)PROFIBUS—DP從站及其它現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組成。我們使用西門子公司的S7系列PLC，它具有高速、多功能、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、系統(tǒng)組織靈活、可靠性高以及維護(hù)方便等特點(diǎn)。PLC的I／O模塊出現(xiàn)故障時(shí)，只需要調(diào)換有故障的模塊，不需長(zhǎng)時(shí)間停產(chǎn)進(jìn)行設(shè)備維修，因此特別適合當(dāng)前薏爭(zhēng)日益激烈的光纜市場(chǎng) 網(wǎng)絡(luò)化和強(qiáng)化的通信能力也是該P(yáng)I C的一個(gè)重要持點(diǎn)。

3．1 系統(tǒng)主站
　　PROFIBUS-DP系統(tǒng)的主站是SIMATIC S7—300PLC模塊，采用西門子公司推出的CPU 315—2DP。它不僅集成了MPI通信I：l，還集成了PROFIBUSDP現(xiàn)場(chǎng)總線通信ISl，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。通過網(wǎng)絡(luò)將控制命令和給定速度傳給各變頓器，將各變頻器的啟動(dòng)停止?fàn)顟B(tài)、運(yùn)行頻率、模擬量輸入、電流和電壓等信息采集回來進(jìn)行處理。