基于Profibus現場總線的交流伺服控制系統設計

1. PLC控制程序設計

系統中以西門子S7-315-2DP作為Profibus現場總線主站提供與力士樂位置控制器CLM直接而便利的高速循環通信服務，通訊速率高、控制適時性好、抗干擾能力強且編程簡單。在PLC編程軟件STEP7中導入位置控制器CLM設備數據庫文件(IN2_04eb.gsd)，完成硬件網絡組態，為位置控制器分配網絡地址，該地址必須與控制器參數中設置的相同，在組織塊OB中選用SFC14“DPRD_ DAT”，SFC15“DPWR_ DAT”系統功能塊向位置控制器接收/發送過程數據。

在位置控制器參數B007中設置與主站的總線通訊率，參數B008中設置從站網絡地址，并選擇參數過程數據對象(PPO)類型，這樣系統的現場設備與PLC之間通過Profibus-DP總線可以完成數據的讀寫和控制數據的傳輸，如控制字、狀態字、給定值和實際值等。除過程數據外，Profibus-DP也傳輸傳動系統的參數設置和診斷信號。

PLC根據聯動線的運行速度、操作指令及裁斷裝置的狀態對皮帶、刀架進行協調控制。胎面在兩條運輸帶之間的貯存量使傳感器產生相應模擬量輸出信號，并與前段運輸帶的速度綜合起來按照一定的算法決定裁斷皮帶的運行速度，從而通過PLC相應地改變速度使運輸帶協調平穩運行。用戶根據產品生產需要相應設置胎面裁斷長度等參數，通過總線完成PLC與位置控制器之間的數據傳輸。

2. 位置控制器CLM的伺服程序設計

力士樂位置控制器CLM是一種緊湊型、模塊化二/四軸數控系統，直接驅動力士樂DKC伺服驅動器完成交流伺服電機的精確定位運行，本系統中二套力士樂DKC伺服驅動器分別完成傳送帶定長傳送和裁斷刀架橫移的控制。位置控制器帶有豐富的指令集，可在其操作面板或裝有編程軟件(MotionManger)的計算機上完成控制程序的編寫。

裁斷伺服控制程序框圖如圖3所示，程序主要由總線通訊、傳送皮帶控制和裁斷刀架控制三部分組成?？刂破髋cPLC之間控制和狀態信息的傳送由總線通訊程序完成，控制器接收PLC傳送的控制信息如速度值、長度值和操作指令等，同時將運行狀態信息傳送給PLC進行分析、顯示；傳送帶控制程序完成傳送帶伺服電機運行的速度和位置控制，進行胎面裁斷的精確定長和平穩快速運行；裁斷刀架控制程序完成裁斷刀架橫向移動切割和其輔助裝置的控制，保證裁刀動作的正常執行，得到較好的切割端面。

圖3 伺服控制程序框圖