ABB變頻器現(xiàn)場總線控制技術在染漿聯(lián)合機上的應用

一、染漿聯(lián)合機工藝流程簡介

鄭州紡織機械廠技術中心與深圳市庫馬克新技術股份有限公司聯(lián)合開發(fā)的《ZLGA901型染漿聯(lián)合機》是集染色與過漿工藝于一體的紡織機械，是紡織行業(yè)的重要大型配套設備，填補了國產(chǎn)大型染漿聯(lián)合機的生產(chǎn)空白。

　　漿紗機工藝示意圖如上圖所示。系統(tǒng)主要由拖引、卷繞、染色三部分組成，其中卷繞和拖引為系統(tǒng)機頭部分，拖引為主傳動單元，卷繞為從傳動單元，兩個傳動單元需要保持線速度一致的同步運行。在這兩個傳動單元之間有一張力輥，以檢測兩單元之間紗線的張力。染色部分由15個染色輥組成，所有染色輥均同步運行（起動、停止、升速、降速）。

工藝參數(shù)：
1、爬行速度：2米/分鐘
2、拖引、卷繞最高速度：45米/分鐘
3、染色最高速度：35米/分鐘
4、壓漿輥壓力線性可調

二、控制系統(tǒng)配置

1、卷繞采用變頻專用電機驅動
功率：22KW極數(shù)：6轉速：980rpm
最小卷徑：φ100mm最大卷徑：1000mm

2、拖引采用變頻專用電機驅動
功率：11KW極數(shù)：4轉速：1460rpm
拖引輥輥徑：φ219mm

3、染色部分15只軋輥采用邊軸傳動，用一臺三相交流異步電機驅動
功率：30KW極數(shù)：4轉速：1460rpm
染色輥輥徑：φ264mm

4、馬達驅動器件
選用具有獨特的直接轉矩控制（DTC）功能的ABBACS600系列高性能變頻器，它具有優(yōu)良的速度控制和轉矩控制特性。其中用于卷繞的ACS600變頻器加裝用于中
心卷曲機/開卷機的卷曲傳動應用宏軟件；卷繞與拖引變頻器均配置編碼器，以形成速度閉環(huán)，取得最優(yōu)良的控制精度和最快速的動態(tài)響應。

5、控制器
選用德國西門子S7-200系列PLC產(chǎn)品作為系統(tǒng)控制器件，以完成系統(tǒng)邏輯、通訊控制。S7-200在自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能，使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制，應用領域極為廣泛，其優(yōu)良的性能已得到世人的公認。

6、人機界面（HMI）
隨著計算機技術、LCD顯示技術和觸控技術的發(fā)展，人機界面（HMI）在自動化領域的應用亦更廣泛。本系統(tǒng)人機界面（HMI）采用100MHzRISCCPU，6″STN彩色顯示，畫面切換流暢、圖像清晰明亮，性能穩(wěn)定可靠，具有良好的性價比。

三、控制原理

1、控制原理
漿紗機控制原理如上圖所示，系統(tǒng)主要由PLC、瑞典ABBACS601變頻器、人機界面構成，PLC與ABBACS601變頻器之間用MODBUS現(xiàn)場總線相連，構成現(xiàn)場總線通訊控制網(wǎng)絡。ABB變頻器均內含標準MODBUS現(xiàn)場總線通訊接口，故該網(wǎng)絡的組建無需特殊網(wǎng)絡單元，簡單、經(jīng)濟、快速，支持8Mbit/s的通訊速率。

變頻器的頻率給定、起/?？刂?、參數(shù)修改、狀態(tài)查詢、故障查詢等均可通過MODBUS現(xiàn)場總線實現(xiàn)；除此之外，卷繞變頻器速度控制、張力給定、初始卷徑設定、卷徑復位等操作亦可通過MODBUS現(xiàn)場總線實現(xiàn)。故本系統(tǒng)簡化了控制線路，節(jié)約了安裝布線時間，方便了現(xiàn)場調試，更增加了系統(tǒng)靈活性。

2、Modbus通訊協(xié)議
　Modbus協(xié)議是一種串行的主從通訊協(xié)議，該協(xié)議定義了主機查詢的格式，包括：從機的編址方法（或廣播），要求動作的功能代碼，傳輸數(shù)據(jù)和錯誤校驗等。從機的響應也是采用Modbus協(xié)議結構，包括：動作確認，返回數(shù)據(jù)和錯誤校驗等。

主機-從機與查詢-響應

3、ModbusRTU信息幀結構
　標準Modbus網(wǎng)絡可配置為ASCII或RTU（遠程終端單元）中的任意一種通訊模式。本系統(tǒng)采用RTU模式，RTU信息幀

結構標準結構如下：

開始地址域功能域數(shù)據(jù)域CRC校驗結束
T1-T2-T3-T48位8位N＊8位16位T1-T2-T3-T4
RTU通訊模式的信息中包括一個循環(huán)冗余校驗（CRC）生成的錯誤校驗域，CRC域包括一個16位的二進制數(shù)據(jù)，占兩個字節(jié)，CRC值由發(fā)送設備首先計算，附在傳送信息中。接收設備在接收時將重新計算CRC，并且把計算值與接收的CRC實際值做比較。如果兩個值不相等，就說明有錯誤發(fā)生。