在化纖滌綸短絲的生產(chǎn)工藝流程中,后處理牽伸聯(lián)合機是整個生產(chǎn)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(zhì)量。采用傳統(tǒng)的機械長邊軸或同步調(diào)節(jié)器控制,各單元機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,為了方便對各工藝參數(shù)的調(diào)節(jié),提高整個系統(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)場總線簡介
　　PROFIBUS是德國國家標準DIN19245和歐洲標準EN50170的現(xiàn)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(yè)。PROFIBUS根據(jù)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(zhì)安全。PROFIBUS-DP用于設備級的高速數(shù)據(jù)傳送,中央控制器通過高速串行線同分散的現(xiàn)場設備進行通信,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(xié)議的實現(xiàn)可以通過PROFIBUS的專門協(xié)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(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。現(xiàn)就滌綸短絲后處理牽伸聯(lián)合機傳動系統(tǒng)中PROFIBUS的具體應用作一描述。

　　3滌綸短絲后處理牽伸聯(lián)合機PROFIBUS現(xiàn)場總線的應用
　　3.1滌綸短絲后處理牽伸聯(lián)合機傳動系統(tǒng)簡介
　　本文以滌綸短絲后處理牽伸聯(lián)合機傳動系統(tǒng)為例,介紹現(xiàn)場總線在牽伸聯(lián)合機系統(tǒng)中的應用。
　　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,進入第一牽伸機;本生產(chǎn)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(tǒng)使用6套西門子矢量控制型逆變器,分別驅(qū)動六臺單元機。PLC采用西門子S7-300系列。在主控柜內(nèi)設置PLC主站,現(xiàn)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(xiàn)場總線將主站與從站全部連接起來組成了一個工業(yè)現(xiàn)場總線系統(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(huán);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(wěn),實現(xiàn)了高速下的快速停車;③先進的工業(yè)現(xiàn)場總線系統(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)實時顯示,電氣系統(tǒng)運行監(jiān)控與顯示,故障顯示,診斷,報警等。

3.2PROFIBUS-DP網(wǎng)絡組成

　　利用S7-300CPU313C-2DP作為主站,逆變器加CBP板、現(xiàn)場觸摸屏（TP170A）作為從站,組成一個單主PROFIBUS-DP通信系統(tǒng)。DP適用于數(shù)據(jù)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(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。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(shù)據(jù)交換。在PROFIBUS結構中,周期性通道MSCY-C1的可用數(shù)據(jù)被定義為參數(shù)過程對象PPO,可用數(shù)據(jù)結構分成不同兩部分且用報文分別傳送：PZD