1、 概述

粘膠短纖維生產(chǎn)工藝特點是連續(xù)和批量皆有，生產(chǎn)流程長，控制要求高，因此整個生產(chǎn)工藝過程控制采用ABB公司生產(chǎn)的Freelance 2000DCS控制系統(tǒng)，配置了5臺操作站、5套過程控制站和2套現(xiàn)場總線控制站，1套工程師站和1套管理站，I／0總點數(shù)約2100點，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

粘膠的原液經(jīng)紡絲后形成絲束，絲束通過一道牽伸、二道牽伸、三道牽伸，再送到切斷機(jī)切斷成為粘膠短纖維。因此絲束要連續(xù)通過紡絲機(jī)、牽伸機(jī)和切斷機(jī)，所以絲束從紡絲機(jī)到切斷機(jī)的速度同步控制對粘膠短纖維生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量非常關(guān)鍵。以往速度同步采用機(jī)械同步方式，這種方式如果要改變產(chǎn)品品種或產(chǎn)量較繁鎖，產(chǎn)品質(zhì)量也難以保證。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在都采用單獨馬達(dá)分別驅(qū)動機(jī)器，通過變頻調(diào)速來達(dá)到同步。本文著重介紹DCS與變頻調(diào)速系統(tǒng)以及PLC子系統(tǒng)之間的現(xiàn)場總線通訊。

2 、現(xiàn)場總線控制站（FC）簡介

現(xiàn)場總線控制站由CPU模件、電源模件，以及多達(dá)4個支持即插即用的現(xiàn)場總線模件組成。支持的現(xiàn)場總線有：PROFIBUS—DP，Modbus，F(xiàn)reelance 2000 CANI／O總線，Open CAN—Bus，F(xiàn)oundation Fieldbus，HART。一個FC可插4塊現(xiàn)場總線接口模件（模件類型可以不同），連接496臺現(xiàn)場總線設(shè)備。如插人一塊PRO—FIBUS—DP總線接口模件并作為主站，可連接126個PROFIBUS—DP從站，通訊速率可達(dá)12Mbit／s?，F(xiàn)場（總線）控制站通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)DigiNet S（Ethernet）與整個Freelance 2000系統(tǒng)通訊。

現(xiàn)場總線控制站除了對現(xiàn)場I／O信號采用總線通訊外，其控制功能與普通的PS站完全相同。

3、 PROFIBUS—DP總線子系統(tǒng)

DCS系統(tǒng)配有2臺現(xiàn)場總線控制站（FC），其中一臺裝有兩塊PROFIBUS DP接口模件，連接兩條PRO—FIBUS—DP電纜，一條連接一道過濾機(jī)控制用S7—200PLC，另一條連接紡絲1系列的計量泵、導(dǎo)絲盤、一牽伸機(jī)、二牽伸機(jī)、三牽伸機(jī)的逆變器，以及切斷機(jī)控制用S7—300PLC；另一臺裝有一塊PROFIBUS—DP接口模件，連接一條PROFIBUS—DP電纜，連接紡絲2系列的計量泵、導(dǎo)絲盤、一牽伸機(jī)、二牽伸機(jī)、三牽伸機(jī)的逆變器，以及切斷機(jī)控制用S7—300 PLC。PROnBuS—DP總線子系統(tǒng)框圖如圖2所示。

4 、PROFIBUS—DP網(wǎng)絡(luò)組態(tài)

（1）在FC組態(tài)中插入PROFIBUS—DP接口模件，即PROFIBUS—DP子系統(tǒng)的主站。

（2）插入PROFIBUS—DP的現(xiàn)場總線設(shè)備，即PRO—FIBUS—DP子系統(tǒng)的從站，輸入從站的節(jié)點序號（1～126）及節(jié)點地址號（0～125）。

（3）導(dǎo)人從站設(shè)備的GSD文件，不同的從站設(shè)備有不同的GSD文件，GSD文件中規(guī)定了從站設(shè)備有關(guān)的參數(shù)，如數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)類型、I／O通道數(shù)等。所以，從站設(shè)備必須帶電子版的GSD文件。

（4）定義PROFIBUS—DP主站通訊參數(shù)，設(shè)定通訊速率為1.5Mbit/s（在9.6k-12Mbit/s），設(shè)定BUS地址為1（在0-125之間）等。

（5）定義每個 的參數(shù)，如設(shè)計位號（變量）、數(shù)據(jù)類型、用途描述等，類似于定義常規(guī)的I／O卡通道。

5、 PROFIBUS—DP的通訊信號

5．1 一道過濾機(jī)

一道過濾機(jī)共有l(wèi)2臺，每2臺過濾機(jī)和l臺粘膠供給泵組成一組，共6組，每組通訊的信號如表1所示。

5.2 紡絲計量泵、導(dǎo)絲盤、一牽伸機(jī)、二牽伸機(jī)、三牽伸機(jī)

各設(shè)備的馬達(dá)逆變器的信號類型和數(shù)量均相同，其通訊的信號如表2所示。

5．3 切斷機(jī)

每個系列有2臺切斷機(jī)，其通訊的信號如表3所示。

6 、紡絲牽伸比控制

紡絲計量泵、導(dǎo)絲盤、一牽伸機(jī)、二牽伸機(jī)、三牽伸機(jī)各馬達(dá)速度的協(xié)調(diào)控制（牽伸比）在生產(chǎn)過程中是非常重要的，它將直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。

牽伸比是通過控制馬達(dá)速度比來實現(xiàn)的，以二牽伸馬達(dá)速度為基準(zhǔn)，其它馬達(dá)的速度與其按一定的比例同步變化。不同的產(chǎn)品牽伸比不盡相同，某一產(chǎn)品的牽伸比如下：

計量泵一導(dǎo)絲盤 +12％

導(dǎo)絲盤→一牽伸機(jī) +18％

一牽伸機(jī)→二牽伸機(jī) +12％

二牽伸機(jī)→三牽伸機(jī) 一2％

紡絲牽伸比的控制以及與切斷機(jī)的速度協(xié)調(diào)等功能均在Fc中實現(xiàn)，其控制任務(wù)執(zhí)行周期為lOOms。在DCS操作站上可對馬達(dá)速度進(jìn)行設(shè)定，在現(xiàn)場也設(shè)有馬達(dá)速度升降按鈕、啟停按鈕、速度顯示等，這些信號通過紡絲工段的PS站（4#PS）進(jìn)入DCS。

7 、結(jié)束語

采用現(xiàn)場總線技術(shù)雖然還處于起步階段，但已逐年增多，在我們紡織化纖行業(yè)的電力拖動控制、馬達(dá)控制和監(jiān)視中已有許多的成功應(yīng)用。采用現(xiàn)場總線可以節(jié)省大量安裝材料、減少安裝工作量、提高信息交換量和速度，以及信息的安全性。因此，今后對現(xiàn)場總線應(yīng)用技術(shù)需多加關(guān)注，在成熟穩(wěn)妥的情況下，積極采用現(xiàn)場總線技術(shù)及現(xiàn)場總線設(shè)備。

責(zé)任編輯：gt