現場總線控制系統在化纖紡織機械中的應用

(2)現場總線控制系統中，現場設備如傳感器、變送器、開關設備、驅動器、執行機構等具有現場總線接口，控制器通過標準的現場總線與現場設備連接。控制器與現場設備連接是通過標準的現場總線，因此沒有必要使用與控制器捆綁的I／O模塊產品，可使用任何一家廠商制造的具有現場總線接口的現場設備與控制器集成。

4 應用案例

近年來，國內外紡織機械廠先后將基于現場總線技術的現場總線控制系統應用于紡紗、織造、化纖、非織造、染整紡織機械中，將具有國際標準的模塊化的現場設備代替傳統的測量、控制設備，使用不同的現場總線技術組成現場總線控制系統，由于這些現場總線系統具有硬件設計簡單，布線成本低、安全可靠性高等優點，越來越得到生產和制造企業的認可。國外制造的大容量滌綸紡絲、后處理生產線采用了Profibus過程總線控制系統；國內上海太平洋機電集團開發的年產3萬t滌綸短纖維生產線，同樣使用了基于Profibus過程總線的現場總線控制系統。在紡紗機械方面，上海第二紡機集團開發的新型粗紗機采用多電機驅動的CAN控制器局域網絡總線控制系統；瑞士蘇爾壽公司生產的G6300劍桿織機，其送經、卷取等幾大機構采用伺服電動機控制，使用32位的多處理器作為主控制器，織機中的各個現場設備用CAN現場總線連接組成控制網絡，織機工藝參數、織物組織規格等操作參數可以遠程或現場設定。

下面通過一個實例——大型滌綸短纖維紡絲聯合機控制系統，介紹現場總線控制系統在化纖紡織機械中的應用。

大型滌綸短纖維紡絲系指年產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合機控制系統采用工業計算機作為上位機、PLC為各分系統的控制核心。各分系統的PLC與各變頻器、伺服控制器、現場I/O等通過現場總線(Profibus—DP)進行通訊，構成現場總線控制系統。紡絲聯合機的控制可以分為紡絲、卷繞喂入和盛絲三套控制系統，PLC為主站，各變頻器、伺服控制器、現場I/O等均為從站，其間的通訊采用Profibus-DP總線。根據用戶的需要，本系統可設置操作員站、工程師站、報表打印等。PLC也可與上位機通訊(總線或以太網)，人機界面采用觸摸屏，可方便地在觸摸屏上設定紡絲工藝參數，具有運行控制、工況顯示、故障報警、顯示以及數據記錄、查詢等功能。

4.1紡絲控制系統

紡絲控制系統方框圖如圖2所示。紡絲PLC對32臺紡絲泵和1臺上油泵的變頻器調速，以及對4臺紡絲箱體溫度、壓力進行監控，系統設有4個現場I/0，通過人機界面實現工藝參數的設定、修改、各有關數據采集，并控制上述設備的運行。

4.2卷繞喂入控制系統

卷繞喂入控制系統方框圖如圖3所示。卷繞PLC除控制1～6牽引輥、導絲輥、喂人輪和上油泵(輪)電機的調速外，還控制紡絲線吹風裝置，設有5個現場I/O，通過觸摸屏完成工藝參數的設定、修改和數據采集等。

4.3盛絲桶往復裝置控制系統

盛絲桶往復裝置控制系統如圖4所示。絲桶往復PLC控制絲桶往復裝置的縱向橫向伺服電機的精確運動，并通過觸摸屏實現有關參數的設定、修改和采集，同時設有定長裝置，對每桶絲的長度進行精確定長，使各絲桶的尾絲浪費降到最紙。

5 結語

通過將現場總線技術引入自動控制系統形成的現場總線控制系統，使傳統控制系統發生了根本的變化，使新型自動控制系統具有數字化、智能化、網絡化和信息化的優點。隨著具有現場總線接口的現場設備普及，人力成本的提高和生產成本的降低，現場總線控制系統必將廣泛應用于化纖紡織機械中。