基于Profibus現(xiàn)場總線的交流伺服控制系統(tǒng)設計

1. PLC控制程序設計

系統(tǒng)中以西門子S7-315-2DP作為Profibus現(xiàn)場總線主站提供與力士樂位置控制器CLM直接而便利的高速循環(huán)通信服務，通訊速率高、控制適時性好、抗干擾能力強且編程簡單。在PLC編程軟件STEP7中導入位置控制器CLM設備數(shù)據(jù)庫文件(IN2_04eb.gsd)，完成硬件網(wǎng)絡組態(tài)，為位置控制器分配網(wǎng)絡地址，該地址必須與控制器參數(shù)中設置的相同，在組織塊OB中選用SFC14“DPRD_ DAT”，SFC15“DPWR_ DAT”系統(tǒng)功能塊向位置控制器接收/發(fā)送過程數(shù)據(jù)。

在位置控制器參數(shù)B007中設置與主站的總線通訊率，參數(shù)B008中設置從站網(wǎng)絡地址，并選擇參數(shù)過程數(shù)據(jù)對象(PPO)類型，這樣系統(tǒng)的現(xiàn)場設備與PLC之間通過Profibus-DP總線可以完成數(shù)據(jù)的讀寫和控制數(shù)據(jù)的傳輸，如控制字、狀態(tài)字、給定值和實際值等。除過程數(shù)據(jù)外，Profibus-DP也傳輸傳動系統(tǒng)的參數(shù)設置和診斷信號。

PLC根據(jù)聯(lián)動線的運行速度、操作指令及裁斷裝置的狀態(tài)對皮帶、刀架進行協(xié)調控制。胎面在兩條運輸帶之間的貯存量使傳感器產生相應模擬量輸出信號，并與前段運輸帶的速度綜合起來按照一定的算法決定裁斷皮帶的運行速度，從而通過PLC相應地改變速度使運輸帶協(xié)調平穩(wěn)運行。用戶根據(jù)產品生產需要相應設置胎面裁斷長度等參數(shù)，通過總線完成PLC與位置控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸。

2. 位置控制器CLM的伺服程序設計

力士樂位置控制器CLM是一種緊湊型、模塊化二/四軸數(shù)控系統(tǒng)，直接驅動力士樂DKC伺服驅動器完成交流伺服電機的精確定位運行，本系統(tǒng)中二套力士樂DKC伺服驅動器分別完成傳送帶定長傳送和裁斷刀架橫移的控制。位置控制器帶有豐富的指令集，可在其操作面板或裝有編程軟件(MotionManger)的計算機上完成控制程序的編寫。

裁斷伺服控制程序框圖如圖3所示，程序主要由總線通訊、傳送皮帶控制和裁斷刀架控制三部分組成。控制器與PLC之間控制和狀態(tài)信息的傳送由總線通訊程序完成，控制器接收PLC傳送的控制信息如速度值、長度值和操作指令等，同時將運行狀態(tài)信息傳送給PLC進行分析、顯示；傳送帶控制程序完成傳送帶伺服電機運行的速度和位置控制，進行胎面裁斷的精確定長和平穩(wěn)快速運行；裁斷刀架控制程序完成裁斷刀架橫向移動切割和其輔助裝置的控制，保證裁刀動作的正常執(zhí)行，得到較好的切割端面。

圖3 伺服控制程序框圖