基于 profibus-dp总线

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1、基于Profibus-DP总线交流伺服系统、变频系统应用一例一．总体介绍本例介绍基于Profibus-DP总线西门子交流伺服系统、交流变频牵引系统在化纤行业短纤维生产线中的应用。洛阳实华化纤厂新上的三条涤纶纺丝牵伸及后加工处理生产线，设计规模为年产五万/条。主要包括三条每条年产五万吨的联苯锅炉加热系统，熔体输送系统，纺丝计量泵系统，七辊牵引交流变频牵引系统，气流输送盛丝桶铺丝机伺服系统以及后加工处理生产线。熔体直接纺大容量涤纶纺丝生产线的工艺流程：熔体增压泵---熔体输送管---纺丝箱体---计量泵---中心内环吹装置---卷绕机---牵引机---喂入机---盛丝桶铺丝机。二．控制系统原理本

2、联合机分三条线，每条线含6个纺丝箱，36个纺丝位，每个纺丝位配置一台高精度的计量泵，共计108个纺丝位。直纺熔体经增压泵增压后由熔体输送管将熔体输送至纺丝箱，经计量泵计量后由喷丝板喷出，通过中心内环吹装置，受空气冷却固化后进入卷绕机，各纺丝位丝束经过上油装置后进入牵引机，再由喂入机送入盛丝桶铺丝机上的盛丝桶中。本联合机的控制系统分两部分；一部分为由熔体增压泵---熔体输送管---纺丝箱体---计量泵---中心内环吹装置---卷绕机组成，另一部分由牵引机---喂入机---盛丝桶铺丝机组成。本例介绍由牵引机---喂入机---盛丝桶铺丝机组成的控制系统。卷绕出来的丝通过牵引机、气流喂入机输送，源源

3、不断的送入盛丝桶中，盛丝桶铺丝机往复运动。将丝束均匀的一层一层的铺在盛丝桶中。牵引机、盛丝桶铺丝机运行好坏,直接影响盛丝桶中盛丝的长度及每层铺丝的均匀程度，从而直接制约涤纶短纤前纺、后纺的生产，对涤纶短纤丝的成品质量有很大的影响。要求牵引机能保证安全可靠的运行、盛丝桶铺丝机能实现智能化精确控制。为此我们在设计生产牵引机、盛丝桶铺丝机时，采用了基于Profibus-DP总线的西门子交流变频牵引系统、交流伺服系统的人性化控制系统，由一台S7-300PLC控制牵引机、盛丝桶铺丝机的运动。1.控制系统原理图2.主站一级主站S7-300PLC：牵引机---喂入机---盛丝桶铺丝机组成的控制系统由一台S

4、7-300PLC控制，卷绕出来的丝通过牵引机、气流喂入机输送，源源不断的送入盛丝桶中，为丝的后加工处理生产做好准备。通过Profibus-DP总线，PLC负责在预定的信息周期内循环，并与从站交换信息，发送控制信息，读取从站的状态等；并与上位机二级主站交换信息，用于系统操作与监视等。二级主站OP270：牵引机---喂入机---盛丝桶铺丝机的人机操作界面OP270通过Profibus-DP总线连接PLC；人机界面以简洁、清晰的风格组态各个操作画面，画面上准确明了地以图形方式表示出当前生产线设备工况，如停止、运行、速度和故障等信息并以不同颜色、图形和文字表示。通过界面上的操作，可对牵引机---喂入

5、机---盛丝桶铺丝机的速度进行设定和修改；牵引、喂入机系统设置中速和工艺速二档速度。实现系统的工艺参数设置、运行控制、工况显示、报警显示等功能。人机操作界面OP270画面：牵引机---喂入机参数设定界面牵引机---喂入机运行状态界面牵引机---喂入机故障状态界面1.从站（1）从站MM440牵引机上的每一个牵引辊电机，都由各自的一台西门子MM440变频器控制，系统有10个MM440从站。卷绕出来的丝通过牵引机上牵引辊送入盛丝桶铺丝机时，由于丝束在每个牵引辊上的包角不同，因此丝束在每个牵引辊上的作用力也就不相同。在丝束的作用下，使牵引辊会产生倒拖现象，即牵引辊电机有的处于发电状态，有的处于电动状

6、态。处于电机发电状态的现象称倒拖现象，处于发电状态的电机产生再生能量，使驱动该电机的交流变频器直流母线电压过高，当交流变频器直流母线电压超过额定值时，交流变频器过压保护装置动作，致使牵引机停车无法正常生产。一般解决倒拖现象的方法有能量消耗法、能量回馈法、并联直流母线吸收法等，能量消耗法是在每个交流变频器直流回路中并联电阻，通过电阻以发热的形式将再生能量消耗掉；能量回馈法是在每个交流变频器直流回路中并接一能量回馈装置，当电机处于倒拖运行时，启动能量回馈装置将再生能量回馈到电网侧；并联直流母线吸收法是根据需要将交流变频器直流母线接在一起，当某一电机处于倒拖运行时，其变频器产生能量通过公共直流母线

7、将能量回馈给处于电动状态的变频器，从而保持直流母线电压的稳定，使牵引机能正常生产。MM440变频器通过Profibus-DP总线连接S7-300PLC，操作人员通过操作屏OP270实时修改各种参数和动作控制，能在操作屏OP270上监视各电机和变频器运行的状态，实现最优控制，满足生产工艺的需要。（2）从站伺服驱动器和逆变器系统有一台西门子书本型伺服驱动器、一台西门子书本型逆变器。盛丝桶铺丝机安装在牵引机的下一层