西門子SIMATIC S7現(xiàn)場控制系統(tǒng)在電纜制造設(shè)備中應(yīng)用的研究.pdf

1、在高速數(shù)據(jù)電纜的生產(chǎn)過程中，絕緣芯線是生產(chǎn)的第一道工序也是最重要的工序，芯線的同心度、線徑、電容等指標直接關(guān)系到通訊電纜最終結(jié)果。本課題來源于上海耐克森康華電纜有限公司對進口舊生產(chǎn)絕緣線設(shè)備控制部分的改造，旨在深入研究SIMATIC S7自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用西門子現(xiàn)有自動化產(chǎn)品組建基于現(xiàn)場總線技術(shù)的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的有效監(jiān)視、控制、數(shù)據(jù)分析等功能。利用現(xiàn)場總線技術(shù)對舊的傳統(tǒng)設(shè)備進行改造，有利于總線技術(shù)的應(yīng)用和推廣，有利于提高

2、我國制造裝備的自動化技術(shù)水平，同時為其它同類設(shè)備的自動化、信息化改造提供一個良好的技術(shù)示范。 本課題針對傳統(tǒng)電纜制造設(shè)備接線復雜、自動化程度低、動態(tài)響應(yīng)差、信息無法共享、維護保養(yǎng)困難等問題，在保留原機械部分的基礎(chǔ)上，對串聯(lián)線中的拉絲機、擠出機和相關(guān)控制系統(tǒng)進行深入研究，采用西門子公司的SIMATIC S7-300現(xiàn)場控制系統(tǒng)和6RA70直流驅(qū)動系統(tǒng)，實現(xiàn)了以PROFIBUS-DP總線為骨干網(wǎng)、 PROTOOL/CS為人機界面系統(tǒng)

3、的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)解決方案。 本文主要的研究和開發(fā)工作及成果如下： (1)現(xiàn)場控制系統(tǒng)：在分析現(xiàn)有工業(yè)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出使用S7-300、工控機、直流驅(qū)動器等現(xiàn)場設(shè)備完成Profibus-DP的硬件網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建； (2)可編程序控制器：設(shè)計了PLC控制的絕緣線生產(chǎn)流水線，并對整個方案的硬件進行配置，同時完成控制軟件的開發(fā)； (3)拉絲機速度和張力控制系統(tǒng)：由于絕緣線對張力的變化要求非常高，通過對卷取、開卷

4、過程中張力變化的數(shù)學分析，結(jié)合直流驅(qū)動系統(tǒng)的控制特點，實現(xiàn)了對張力的三閉環(huán)控制； (4)擠出機溫度控制系統(tǒng)：為了使擠出機的溫度控制滿足工藝要求，研究并實現(xiàn)了采用PLC對擠出機溫度的單參數(shù)模糊PID控制； (5)上位監(jiān)控系統(tǒng)：利用Protool/CS完成在工控機上可視化圖形界面控制軟件的開發(fā)，方便了用戶的使用和維護。 通過控制系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝、調(diào)試和運行，系統(tǒng)運行可靠穩(wěn)定，達到了設(shè)備的設(shè)計要求，滿足了高速數(shù)據(jù)電纜的生