S7-300在复合纤维纺丝机及其后处理生产线上的应用.PDF

S7-300 在复合纤维纺丝机及其后处理生产线 上的应用 湖南航天7803厂 廖春姣 关键词：PROFIBUS-DP 现场总线,变频器通信，复合生产线。 [摘要] 目前，现场总线通信技术已深入到自动控制的各个领域， 应用这项技术可以将PLC，变频器，实现分布式I/O计算机控制。 在我国，随着化纤工艺技术水平的不断发展和提高，以传统控制 方式已远远不能満足工艺要求，因此，开发应用方便灵活，控制性能 好的控制系统成为急待解决的问题，单机分电源同步的电驱动系统就 成为该设计的首选方案，下面本文介绍应用 PROFIBUS 现场总线实现 SIEMENS S7CPU315-2DP 与上位机，变频器通信方式在复合生产线上 的应用。 1 、PROFIBUS特点 PROFIBUS 是最成功的开放式现场总线。适合于多种应用场合。 所有自动化设备（PLC，PC，人-机接口系统以及传感器和执行器）都 可以经过统一的总线进行数据交换和传输，相对于各种可能的应用类 别，有三种总线形式：即PROFIBUS-DP，PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-PA。 在 SLHV4207 复合生产线上我们选用 PROFIBUS-DP 和 PROFIBUS-FMS 总线方式。 PROFIBUS-DP是为高数据传输而优化的，数据传输速率最大可达 12M位/S，适用于有分布I/O站和现场设备的自动化系统之间的通讯。 其特点是：非常短的响应时间，抗干扰能力强，并替代4（0）至20MA 信号测量这种投资高昂的并行信号传输方式。极强的自我故障诊断功 能，如：本站诊断，模块诊断，通道诊断等。 2、复合纺丝机和后处理生产线的设备流程及其控制特点 复合纺丝机生产线由以下主要设备组成： 吸料混料装置螺杆挤压机纺丝机上油机卷绕机 盛丝桶往复机。 复合短纤后处理生产线由以下主要设备组成： 集束架八辊导丝机浸油槽第一牵伸机1#热风蒸气 加热箱第二牵伸机2#热风蒸气加热箱第三牵伸机叠丝 机蒸气预热箱卷曲机铺丝机松弛热定型机牵引张力 机切断机打包机。 该设备的控制有如下特点： (1)所有传动均采用LENZE EVF9300EV系列工程型变频器交流调速方 式,总装机容量为 750KW(3KW—200KW)。在复合短纤后处理生产线中, 根据牵伸工艺要求，第一牵伸机，第二牵伸机有时会工作在倒拖状态， 即发电状态。为此我们采用了变频器共直流母线的多电机传动。所有 变频器通过 LENZE PROFIBUS-DP 2133 通信模块接在 PROFIBUS-DP 总 线上。 (2)根据牵伸倍数和牵伸同步速度精度要求高等特点，采用LENZE EVF9300EV 的数字频率级联的功能,从而大大地提高了其传动系统的 速度同步性能,同时各单元机增加了旋转编码器反馈以提高速度控制 的精度。 (3)为适应不同品种及不同工艺的要求，生产线上各配备了一台 工控机。在工控机上可显示设备工艺流程，显示主要工艺参数的设定 值和过程值，历史趋势图,能动态监视各单元机的运行状态，WINCC 能对各种信息进行归档。在不同的权限下，能在线对主要工艺参数进 行修改，报表打印各种历史数据。同时PLC 对各种运行状态进行判断 并及时处理。 (4)为便于管理，本设计将 2 条生产线的 PLC 及工控机组成车间 级现场总线监控网，即PROFIBUS-FMS。这样，2 条生产线可互为备用。 3、控制系统的设计方案 3、1 现场设备层硬件构成 复合纺丝机和后处理生产线的硬件组成： 复合纺丝机和后处理生产线系统框图 系统硬件以PROFIBUS-DP 网络为基础，复合纺丝机共32 台变频器 通过2133通信模块接在PROFIBUS-DP上, 后处理生产线共13台变频 器通过2133通信模块接在PROFIBUS-DP 上。主控PLC 为 S7-315-DP， 温度控制通过CP340 通信模块与16 台日本RKC-D系列温控表通信。 3、2 车间监控层硬件构