現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在化纖紡織機(jī)械中的應(yīng)用

(2)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，現(xiàn)場設(shè)備如傳感器、變送器、開關(guān)設(shè)備、驅(qū)動器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等具有現(xiàn)場總線接口，控制器通過標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線與現(xiàn)場設(shè)備連接?？刂破髋c現(xiàn)場設(shè)備連接是通過標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線，因此沒有必要使用與控制器捆綁的I／O模塊產(chǎn)品，可使用任何一家廠商制造的具有現(xiàn)場總線接口的現(xiàn)場設(shè)備與控制器集成。

4 應(yīng)用案例

近年來，國內(nèi)外紡織機(jī)械廠先后將基于現(xiàn)場總線技術(shù)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)應(yīng)用于紡紗、織造、化纖、非織造、染整紡織機(jī)械中，將具有國際標(biāo)準(zhǔn)的模塊化的現(xiàn)場設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量、控制設(shè)備，使用不同的現(xiàn)場總線技術(shù)組成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，由于這些現(xiàn)場總線系統(tǒng)具有硬件設(shè)計(jì)簡單，布線成本低、安全可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，越來越得到生產(chǎn)和制造企業(yè)的認(rèn)可。國外制造的大容量滌綸紡絲、后處理生產(chǎn)線采用了Profibus過程總線控制系統(tǒng)；國內(nèi)上海太平洋機(jī)電集團(tuán)開發(fā)的年產(chǎn)3萬t滌綸短纖維生產(chǎn)線，同樣使用了基于Profibus過程總線的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。在紡紗機(jī)械方面，上海第二紡機(jī)集團(tuán)開發(fā)的新型粗紗機(jī)采用多電機(jī)驅(qū)動的CAN控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線控制系統(tǒng)；瑞士蘇爾壽公司生產(chǎn)的G6300劍桿織機(jī)，其送經(jīng)、卷取等幾大機(jī)構(gòu)采用伺服電動機(jī)控制，使用32位的多處理器作為主控制器，織機(jī)中的各個現(xiàn)場設(shè)備用CAN現(xiàn)場總線連接組成控制網(wǎng)絡(luò)，織機(jī)工藝參數(shù)、織物組織規(guī)格等操作參數(shù)可以遠(yuǎn)程或現(xiàn)場設(shè)定。

下面通過一個實(shí)例——大型滌綸短纖維紡絲聯(lián)合機(jī)控制系統(tǒng)，介紹現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在化纖紡織機(jī)械中的應(yīng)用。

大型滌綸短纖維紡絲系指年產(chǎn)3萬t以上滌綸短纖維直接紡絲。主要工藝流程為：熔體分配→紡絲→集束→牽引→喂入→裝筒→絲桶輸送。設(shè)備組成是：熔體配管，紡絲箱體，紡絲泵，噴絲板，絲束冷卻裝置，上油裝置(泵)，生頭裝置，牽引裝置，卷繞喂入裝置，盛絲裝置。

大型滌綸短纖維紡絲聯(lián)合機(jī)控制系統(tǒng)采用工業(yè)計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)、PLC為各分系統(tǒng)的控制核心。各分系統(tǒng)的PLC與各變頻器、伺服控制器、現(xiàn)場I/O等通過現(xiàn)場總線(Profibus—DP)進(jìn)行通訊，構(gòu)成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。紡絲聯(lián)合機(jī)的控制可以分為紡絲、卷繞喂入和盛絲三套控制系統(tǒng)，PLC為主站，各變頻器、伺服控制器、現(xiàn)場I/O等均為從站，其間的通訊采用Profibus-DP總線。根據(jù)用戶的需要，本系統(tǒng)可設(shè)置操作員站、工程師站、報(bào)表打印等。PLC也可與上位機(jī)通訊(總線或以太網(wǎng))，人機(jī)界面采用觸摸屏，可方便地在觸摸屏上設(shè)定紡絲工藝參數(shù)，具有運(yùn)行控制、工況顯示、故障報(bào)警、顯示以及數(shù)據(jù)記錄、查詢等功能。

4.1紡絲控制系統(tǒng)

紡絲控制系統(tǒng)方框圖如圖2所示。紡絲PLC對32臺紡絲泵和1臺上油泵的變頻器調(diào)速，以及對4臺紡絲箱體溫度、壓力進(jìn)行監(jiān)控，系統(tǒng)設(shè)有4個現(xiàn)場I/0，通過人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的設(shè)定、修改、各有關(guān)數(shù)據(jù)采集，并控制上述設(shè)備的運(yùn)行。

4.2卷繞喂入控制系統(tǒng)

卷繞喂入控制系統(tǒng)方框圖如圖3所示。卷繞PLC除控制1～6牽引輥、導(dǎo)絲輥、喂人輪和上油泵(輪)電機(jī)的調(diào)速外，還控制紡絲線吹風(fēng)裝置，設(shè)有5個現(xiàn)場I/O，通過觸摸屏完成工藝參數(shù)的設(shè)定、修改和數(shù)據(jù)采集等。

4.3盛絲桶往復(fù)裝置控制系統(tǒng)

盛絲桶往復(fù)裝置控制系統(tǒng)如圖4所示。絲桶往復(fù)PLC控制絲桶往復(fù)裝置的縱向橫向伺服電機(jī)的精確運(yùn)動，并通過觸摸屏實(shí)現(xiàn)有關(guān)參數(shù)的設(shè)定、修改和采集，同時設(shè)有定長裝置，對每桶絲的長度進(jìn)行精確定長，使各絲桶的尾絲浪費(fèi)降到最紙。

5 結(jié)語

通過將現(xiàn)場總線技術(shù)引入自動控制系統(tǒng)形成的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，使傳統(tǒng)控制系統(tǒng)發(fā)生了根本的變化，使新型自動控制系統(tǒng)具有數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化的優(yōu)點(diǎn)。隨著具有現(xiàn)場總線接口的現(xiàn)場設(shè)備普及，人力成本的提高和生產(chǎn)成本的降低，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)必將廣泛應(yīng)用于化纖紡織機(jī)械中。