现场总线控制系统在化纤纺织机械中的应用

(2)现场总线控制系统中，现场设备如传感器、变送器、开关设备、驱动器、执行机构等具有现场总线接口，控制器通过标准的现场总线与现场设备连接。控制器与现场设备连接是通过标准的现场总线，因此没有必要使用与控制器捆绑的I／O模块产品，可使用任何一家厂商制造的具有现场总线接口的现场设备与控制器集成。

4 应用案例

近年来，国内外纺织机械厂先后将基于现场总线技术的现场总线控制系统应用于纺纱、织造、化纤、非织造、染整纺织机械中，将具有国际标准的模块化的现场设备代替传统的测量、控制设备，使用不同的现场总线技术组成现场总线控制系统，由于这些现场总线系统具有硬件设计简单，布线成本低、安全可靠性高等优点，越来越得到生产和制造企业的认可。国外制造的大容量涤纶纺丝、后处理生产线采用了Profibus过程总线控制系统；国内上海太平洋机电集团开发的年产3万t涤纶短纤维生产线，同样使用了基于Profibus过程总线的现场总线控制系统。在纺纱机械方面，上海第二纺机集团开发的新型粗纱机采用多电机驱动的CAN控制器局域网络总线控制系统；瑞士苏尔寿公司生产的G6300剑杆织机，其送经、卷取等几大机构采用伺服电动机控制，使用32位的多处理器作为主控制器，织机中的各个现场设备用CAN现场总线连接组成控制网络，织机工艺参数、织物组织规格等操作参数可以远程或现场设定。

下面通过一个实例——大型涤纶短纤维纺丝联合机控制系统，介绍现场总线控制系统在化纤纺织机械中的应用。

大型涤纶短纤维纺丝系指年产3万t以上涤纶短纤维直接纺丝。主要工艺流程为：熔体分配→纺丝→集束→牵引→喂入→装筒→丝桶输送。设备组成是：熔体配管，纺丝箱体，纺丝泵，喷丝板，丝束冷却装置，上油装置(泵)，生头装置，牵引装置，卷绕喂入装置，盛丝装置。

大型涤纶短纤维纺丝联合机控制系统采用工业计算机作为上位机、PLC为各分系统的控制核心。各分系统的PLC与各变频器、伺服控制器、现场I/O等通过现场总线(Profibus—DP)进行通讯，构成现场总线控制系统。纺丝联合机的控制可以分为纺丝、卷绕喂入和盛丝三套控制系统，PLC为主站，各变频器、伺服控制器、现场I/O等均为从站，其间的通讯采用Profibus-DP总线。根据用户的需要，本系统可设置操作员站、工程师站、报表打印等。PLC也可与上位机通讯(总线或以太网)，人机界面采用触摸屏，可方便地在触摸屏上设定纺丝工艺参数，具有运行控制、工况显示、故障报警、显示以及数据记录、查询等功能。

4.1纺丝控制系统

纺丝控制系统方框图如图2所示。纺丝PLC对32台纺丝泵和1台上油泵的变频器调速，以及对4台纺丝箱体温度、压力进行监控，系统设有4个现场I/0，通过人机界面实现工艺参数的设定、修改、各有关数据采集，并控制上述设备的运行。

4.2卷绕喂入控制系统

卷绕喂入控制系统方框图如图3所示。卷绕PLC除控制1～6牵引辊、导丝辊、喂人轮和上油泵(轮)电机的调速外，还控制纺丝线吹风装置，设有5个现场I/O，通过触摸屏完成工艺参数的设定、修改和数据采集等。

4.3盛丝桶往复装置控制系统

盛丝桶往复装置控制系统如图4所示。丝桶往复PLC控制丝桶往复装置的纵向横向伺服电机的精确运动，并通过触摸屏实现有关参数的设定、修改和采集，同时设有定长装置，对每桶丝的长度进行精确定长，使各丝桶的尾丝浪费降到最纸。

5 结语

通过将现场总线技术引入自动控制系统形成的现场总线控制系统，使传统控制系统发生了根本的变化，使新型自动控制系统具有数字化、智能化、网络化和信息化的优点。随着具有现场总线接口的现场设备普及，人力成本的提高和生产成本的降低，现场总线控制系统必将广泛应用于化纤纺织机械中。