ABB變頻器現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)在染漿聯(lián)合機(jī)上的應(yīng)用

一、染漿聯(lián)合機(jī)工藝流程簡(jiǎn)介

鄭州紡織機(jī)械廠技術(shù)中心與深圳市庫(kù)馬克新技術(shù)股份有限公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的《ZLGA901型染漿聯(lián)合機(jī)》是集染色與過(guò)漿工藝于一體的紡織機(jī)械，是紡織行業(yè)的重要大型配套設(shè)備，填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)大型染漿聯(lián)合機(jī)的生產(chǎn)空白。

　　漿紗機(jī)工藝示意圖如上圖所示。系統(tǒng)主要由拖引、卷繞、染色三部分組成，其中卷繞和拖引為系統(tǒng)機(jī)頭部分，拖引為主傳動(dòng)單元，卷繞為從傳動(dòng)單元，兩個(gè)傳動(dòng)單元需要保持線(xiàn)速度一致的同步運(yùn)行。在這兩個(gè)傳動(dòng)單元之間有一張力輥，以檢測(cè)兩單元之間紗線(xiàn)的張力。染色部分由15個(gè)染色輥組成，所有染色輥均同步運(yùn)行（起動(dòng)、停止、升速、降速）。

工藝參數(shù)：
1、爬行速度：2米/分鐘
2、拖引、卷繞最高速度：45米/分鐘
3、染色最高速度：35米/分鐘
4、壓漿輥壓力線(xiàn)性可調(diào)

二、控制系統(tǒng)配置

1、卷繞采用變頻專(zhuān)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)
功率：22KW極數(shù)：6轉(zhuǎn)速：980rpm
最小卷徑：φ100mm最大卷徑：1000mm

2、拖引采用變頻專(zhuān)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)
功率：11KW極數(shù)：4轉(zhuǎn)速：1460rpm
拖引輥輥徑：φ219mm

3、染色部分15只軋輥采用邊軸傳動(dòng)，用一臺(tái)三相交流異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)
功率：30KW極數(shù)：4轉(zhuǎn)速：1460rpm
染色輥輥徑：φ264mm

4、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器件
選用具有獨(dú)特的直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）功能的ABBACS600系列高性能變頻器，它具有優(yōu)良的速度控制和轉(zhuǎn)矩控制特性。其中用于卷繞的ACS600變頻器加裝用于中
心卷曲機(jī)/開(kāi)卷機(jī)的卷曲傳動(dòng)應(yīng)用宏軟件；卷繞與拖引變頻器均配置編碼器，以形成速度閉環(huán)，取得最優(yōu)良的控制精度和最快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

5、控制器
選用德國(guó)西門(mén)子S7-200系列PLC產(chǎn)品作為系統(tǒng)控制器件，以完成系統(tǒng)邏輯、通訊控制。S7-200在自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能，使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制，應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，其優(yōu)良的性能已得到世人的公認(rèn)。

6、人機(jī)界面（HMI）
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、LCD顯示技術(shù)和觸控技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)界面（HMI）在自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用亦更廣泛。本系統(tǒng)人機(jī)界面（HMI）采用100MHzRISCCPU，6″STN彩色顯示，畫(huà)面切換流暢、圖像清晰明亮，性能穩(wěn)定可靠，具有良好的性?xún)r(jià)比。

三、控制原理

1、控制原理
漿紗機(jī)控制原理如上圖所示，系統(tǒng)主要由PLC、瑞典ABBACS601變頻器、人機(jī)界面構(gòu)成，PLC與ABBACS601變頻器之間用MODBUS現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)相連，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊控制網(wǎng)絡(luò)。ABB變頻器均內(nèi)含標(biāo)準(zhǔn)MODBUS現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊接口，故該網(wǎng)絡(luò)的組建無(wú)需特殊網(wǎng)絡(luò)單元，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、快速，支持8Mbit/s的通訊速率。

變頻器的頻率給定、起/?？刂?、參數(shù)修改、狀態(tài)查詢(xún)、故障查詢(xún)等均可通過(guò)MODBUS現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)；除此之外，卷繞變頻器速度控制、張力給定、初始卷徑設(shè)定、卷徑復(fù)位等操作亦可通過(guò)MODBUS現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)。故本系統(tǒng)簡(jiǎn)化了控制線(xiàn)路，節(jié)約了安裝布線(xiàn)時(shí)間，方便了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，更增加了系統(tǒng)靈活性。

2、Modbus通訊協(xié)議
　Modbus協(xié)議是一種串行的主從通訊協(xié)議，該協(xié)議定義了主機(jī)查詢(xún)的格式，包括：從機(jī)的編址方法（或廣播），要求動(dòng)作的功能代碼，傳輸數(shù)據(jù)和錯(cuò)誤校驗(yàn)等。從機(jī)的響應(yīng)也是采用Modbus協(xié)議結(jié)構(gòu)，包括：動(dòng)作確認(rèn)，返回?cái)?shù)據(jù)和錯(cuò)誤校驗(yàn)等。

主機(jī)-從機(jī)與查詢(xún)-響應(yīng)

3、ModbusRTU信息幀結(jié)構(gòu)
　標(biāo)準(zhǔn)Modbus網(wǎng)絡(luò)可配置為ASCII或RTU（遠(yuǎn)程終端單元）中的任意一種通訊模式。本系統(tǒng)采用RTU模式，RTU信息幀

結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)如下：

開(kāi)始地址域功能域數(shù)據(jù)域CRC校驗(yàn)結(jié)束
T1-T2-T3-T48位8位N＊8位16位T1-T2-T3-T4
RTU通訊模式的信息中包括一個(gè)循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）生成的錯(cuò)誤校驗(yàn)域，CRC域包括一個(gè)16位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，占兩個(gè)字節(jié)，CRC值由發(fā)送設(shè)備首先計(jì)算，附在傳送信息中。接收設(shè)備在接收時(shí)將重新計(jì)算CRC，并且把計(jì)算值與接收的CRC實(shí)際值做比較。如果兩個(gè)值不相等，就說(shuō)明有錯(cuò)誤發(fā)生。