总线技术在高速气流纺数据传输中的应用

　　现场总线广泛应用于过程自动化、制造自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。根据电工委员会（IEC）和美国仪表协会（ISA）的定义：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字、双向传输、多分支结构的通信网络，它的关键标志是能支持双向多节点、总线式的全数字通讯，具有可靠性高、稳定性好、抗*力强、通信速率快、系统安全、造价低廉、维护成本低等特点。
　　
　　依赖现场总线搭建的控制系统也称作FCS现场总线控制系统。该系统是集数字通讯技术、网络技术和控制技术为一体的*的控制技术。但是作为一种*技术，超出其适用范围也不会得到好的效果。当我们面对一个实际项目时，是否适用FCS构建一个系统，一般来讲应考虑包括成本在内的一些技术要求：现场被控设备是否分散?系统对底层设备有没有信息集成要求?系统对底层设备有没有较高的远程诊断、故障报警及参数化要求?系统实时性要求是否较高等。
　　
　　高速气流纺是指转杯转速高于10万r/min，配带一个或多个具有全自动功能（接头、落筒、换管合一）巡回小车，能在断纱时实现自动寻位并接头。市场上该类产品*由国外厂商垄断，近年经纬纺机等企业研制出高速气流纺纱机。
　　
　　经纬高速气流纺纱机由主机、中段和巡回车组成。主机控制全机的启停运行、管库的输送以及全机的参数设置、显示；巡回车则负责在左右侧巡检、完成任务请求和定期清理纺纱器；中段则每锭都要求全过程监控，且单锭的监测结果要实时与巡回小车数据交换处理。全机的数据流量较大，数据处理较复杂，而且实时的交换性要求较高。
　　
　　经过分析，可以看出主机和中段控制以及巡回小车这3个模块基本都是开关量的逻辑动作，全机的关键是如何将这3个模块的数据流进行适时的交换处理；可以将该机概括为分散的逻辑控制，集中的数据管理。根据这样的特点，使用总线技术应是的选择。经过性价对比和综合研究，采用了Profibus总线作为机器的设计基础，全机的3个模块分别使用S7-200作为智能型从站执行各个模块的逻辑控制动作和数据准备，使用S7-300作为主站进行数据的设置、显示和中间交换。
　　
　　Profibus现场总线既适合于自动化系统与现场信号单元的通讯，也可用于可以直接连接带有接口的变送器、执行器、传动装置和其他现场仪表及设备，对现场信号进行采集和监控。根据应用分为Profibus-DP、ProfibusFMS、Profibus-PA三部分。Profibus-DP用于现场层的高速数据传送，传输速率为96～12Mb/s，zui大传输距离在12Mb/s时为400m，传输只需1ms。其传输介质可以是双绞线，也可以是光缆，zui多可挂接127个站点。
　　
　　Porfibus支持主-从系统、纯主站系统、多主多从混合系统等几种传输方式。主站具有对总线的控制权，可主动发送信息。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。从站分为PLC（智能型IPO）；分散式IPO（非智能型IPO）；驱动器、传感器、执行机构等现场设备。PLC从站自身有程序存储，CPU部分执行程序并按程序指令驱动IPO。作为Profibus主站的一个从站，在PLC存储器中有一段特定区域作为与主站通信的共享数据区。主站可通过通信间接控制从站PLC的I/O。
　　
　　在这个控制系统中，采用1台CPU315-2DP为主站，用8台CPU214加IPO扩展模块为智能从站。为了将PLC挂接到总线上，在PLC上还必须各增加1个EM277的总线模块。在8台PLC分别根据主机、巡回车、中段的各个工艺动作要求编写相应的控制程序，并且将要与通过主机进行交换的数据准备到组态的数据区中。再通过主站周期地读取输入信息，并做相应处理后再周期地向从站发送输出信息。触摸屏也通过主站来显示机器工艺参数和对各个PLC参数的设置。主站的软件设计主要是对各个PLC间读取数据的处理和将数据采集结果做工艺整理后，在触摸屏上显示。
　　
　　现场总线作为工业控制网络愈来愈在工业控制系统中发挥出*的优势作用。在高速气流纺纱机上使用Pro2fibus总线，其硬件稳定可靠，现场运行抗
　　
　　*力强，可方便进行现场监控，使用灵活，接线牢固，并且还为以后并入工厂的自动化系统留下了联网接口。
　　
　　（来源：中国纺织报）