基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的拉幅定型機(jī)自動控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、拉幅定型機(jī)是對織物進(jìn)行后整理，保持織物尺寸穩(wěn)定性的設(shè)備。本課題是受青島寶陸萊針織制衣有限公司的委托，在其拉幅定型機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，為其設(shè)計自動控制系統(tǒng)。本文將生產(chǎn)線分為進(jìn)布單元、速度鏈單元、烘燥室單元、冷卻區(qū)、出布單元5個部分，采用工業(yè)控制領(lǐng)域中廣為應(yīng)用的PROFIBUS現(xiàn)場總線構(gòu)建分布式控制系統(tǒng)。
　　 拉幅定型機(jī)自動控制系統(tǒng)以S7-300PLC作為主站，在其DP網(wǎng)絡(luò)上掛載12個MM440變頻器子站、10個ET200L/ET2

2、00M子站和一臺西門子OP270操作面板。PROFIBUS總線可實現(xiàn)控制命令和現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時、快速而又準(zhǔn)確的傳遞;OP270友好的人機(jī)交互界面能夠方便的實現(xiàn)現(xiàn)場工藝參數(shù)的輸入，同時實現(xiàn)對工藝數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控、報警等功能，對生產(chǎn)過程進(jìn)行實時有效的管理。
　　 考慮到生產(chǎn)工藝參數(shù)調(diào)整的需求，對由鏈條、前喂輥、超喂輥、前喂輥、左/右收縮輥、出布輥和折布輥組成的速度鏈調(diào)速控制系統(tǒng)采用公共直流母線技術(shù)。采用ESM96整流單元為直流母線提供穩(wěn)定

3、的母線電壓，12臺MM440變頻器掛接在公共直流母線上，將電機(jī)調(diào)速過程中產(chǎn)生的再生能源通過母線傳遞給其他處于電動狀態(tài)的電機(jī)。該再生多電機(jī)系統(tǒng)不僅提高了能源利用率，而且減少了設(shè)備故障發(fā)生率，為企業(yè)降低了生產(chǎn)成本。
　　 烘燥室中9臺循環(huán)風(fēng)機(jī)的調(diào)速是控制系統(tǒng)的另一個關(guān)鍵點，它采用變頻調(diào)速與變極調(diào)速相結(jié)合的控制方式。當(dāng)生產(chǎn)過程所需風(fēng)量較小時，循環(huán)風(fēng)機(jī)采用變頻器調(diào)速控制（此時為6極電機(jī)），并采用一拖三的運(yùn)行方式;當(dāng)生產(chǎn)過程所需風(fēng)量較大時

4、，將循環(huán)風(fēng)機(jī)從變頻調(diào)速轉(zhuǎn)變?yōu)樽儤O調(diào)速，風(fēng)機(jī)從變頻器側(cè)斷開，直接掛接在電網(wǎng)中（此時為4極電機(jī)）。由電機(jī)學(xué)可知，平方負(fù)載所需功率與速度的三次方成正比，當(dāng)系統(tǒng)所需風(fēng)量減小時，利用變頻器通過降低轉(zhuǎn)速的方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量、可以大幅度地實現(xiàn)節(jié)能降耗。由于循環(huán)風(fēng)機(jī)調(diào)速涉及工頻/變頻之間的相互切換，需要解決切換時沖擊電流過大問題，因此本文對切換過程進(jìn)行了分析和程序設(shè)計。
　　 為緩解系統(tǒng)通信壓力，系統(tǒng)采用了西門子CP342-5通信模塊，速度鏈中變頻