紡織生產(chǎn)控制系統中現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的應用

　　4 基于現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的紡織生產(chǎn)控制系統

　　紡織工業(yè)的信息化建設是未來(lái)幾年紡織工廠(chǎng)的追求和建設重點(diǎn)，而數字化的紡織生產(chǎn)體系正是其不可或缺的基礎。它將全面提升紡織工廠(chǎng)的管理水平，對工廠(chǎng)的技術(shù)、質(zhì)量、經(jīng)濟和服務(wù)推動(dòng)的進(jìn)步都將產(chǎn)生直接的明顯的推進(jìn)作用。

　　數字化的紡織機械采用現代先進(jìn)的控制技術(shù)：以CPU為核心的控制器，以電力電子技術(shù)為基礎的新型驅動(dòng)技術(shù)，以現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)為代表的網(wǎng)絡(luò )及高速數據通訊技術(shù)。實(shí)現數據的實(shí)時(shí)準確采集和高速傳輸，實(shí)現分布式、現場(chǎng)化和抗干擾性能的提高，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化、智能化，完成紡織機械與現代先進(jìn)控制技術(shù)的結合，為紡織企業(yè)的信息化從設備層打下堅實(shí)的基礎。

　　按照網(wǎng)絡(luò )的連接結構，一般將企業(yè)網(wǎng)絡(luò )系統分為4層：控制層、監控層、管理層、信息層，基于現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的紡織生產(chǎn)信息化系統如圖1。

　　現場(chǎng)總線(xiàn)控制層是各種生產(chǎn)信息的來(lái)源。各種棉紡、織造、印染機械的控制器只要具有現場(chǎng)總線(xiàn)通訊接口，通過(guò)適當的編程，就可以將機械的運行數據實(shí)時(shí)傳送到監控系統?，F場(chǎng)總線(xiàn)監控層完成車(chē)間級設備檢測和控制。應用組態(tài)軟件編程和現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng) 絡(luò )，整合車(chē)間內各個(gè)單臺機械設備控制系統，以清晰友好的人機界面實(shí)現全車(chē)間設備的生產(chǎn)狀態(tài)、產(chǎn)量、效率的監視，同時(shí)還可以對設備的工藝參數進(jìn)行統一設置， 故障報警、參數記錄、顯示歷史趨勢和實(shí)時(shí)曲線(xiàn)，生成和打印各種生產(chǎn)報表。管理層是工廠(chǎng)級的信息管理系統。控制系統均可以按照用戶(hù)的需求，通過(guò)多種總線(xiàn)、工 業(yè)網(wǎng)絡(luò )建立數據庫，對數據進(jìn)行處理并分類(lèi)送到各個(gè)管理部門(mén)，實(shí)現數據的查詢(xún)、統計、分析和數據報表?，F場(chǎng)總線(xiàn)信息層將控制過(guò)程、信息管理、通信網(wǎng)絡(luò )融為一體，實(shí)現數據共享，有關(guān)人員登陸到Web 服務(wù)器，就可根據各自的權限監控到生產(chǎn)現場(chǎng)的設備的運行情況。

　　5 應用案例

　　由于現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在可靠性、開(kāi)放性、經(jīng)濟性、全數字化傳送方面具有無(wú)比的優(yōu)越性，適應了現代紡織工業(yè)的高質(zhì)量、低成本、小批量、多品種、快速響應、高效低耗、清潔生產(chǎn)的需要，目前，現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始在紡紗、化纖、機織、針織、染整及服裝等紡織機械設備中得到大量的應用，以簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統組成結構，形成柔性化生產(chǎn)體系;保障產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本;促進(jìn)了紡織工業(yè)的計算機集成化生產(chǎn)。

　　在國外推出的采用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的化纖、織造及染整等設備中，將不同廠(chǎng)家標準的模塊化的現場(chǎng)設備分散在機器的各個(gè)部位，利用控制網(wǎng)絡(luò )集成技術(shù)將其組配成專(zhuān)用系統，系統硬件設計變得簡(jiǎn)單 明了，降低了布線(xiàn)成本。例如，瑞士Sulze Textile 推出的G6300 劍桿織機，機器中的引緯、送經(jīng)、卷取、織邊均采用伺服電動(dòng)機，主控制器為32 位的多處理器結構，織機中各現場(chǎng)設備用CAN 現場(chǎng)總線(xiàn)連接組成控制網(wǎng)絡(luò )，織物規格的機織條件設定、控制數據轉換均可遠程控制或現場(chǎng)設定。德國THEN 推出的AIRFLOW AFT 匹染機，采用LonWorks現場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )結構的THEN-DYNET（TDN）控制系統，機器中的氣流控制閥、進(jìn)水出水閥、換熱器控制閥等執行器，染液溫度及布料速度等傳感器均為具備功能自治的現場(chǎng)設備，并且作為整機控制網(wǎng)絡(luò )中的一個(gè)節點(diǎn)與上位PLC控制器連接。

　　我國自1993年起開(kāi)始對現場(chǎng)總線(xiàn)進(jìn)行研究，并于1996年正式將現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)列為“九五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項目，至1998年己有一些不完全的現場(chǎng)總線(xiàn)OEM新產(chǎn)品推出。國內紡織機械廠(chǎng)不失時(shí)機地積極引進(jìn)先進(jìn)的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，結合各類(lèi)紡織機械的功能特點(diǎn)，在現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品的系統集成上進(jìn)行了重點(diǎn)研究。如上海二紡機股份有限公司開(kāi)發(fā)的四電機驅動(dòng)的粗紗機采用了CAN總線(xiàn)。大容量滌綸紡絲、后處理生產(chǎn)線(xiàn)全部采用Profibus總線(xiàn)。上海太平洋機電集團在開(kāi)發(fā)的年產(chǎn)3萬(wàn)噸滌綸短纖維成套設備中，研制了基于現場(chǎng)總線(xiàn)的控制系統，達到了國際同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。

　　6 結束語(yǔ)

　　現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是當今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，它的出現使傳統的控制系統結構產(chǎn)生了革命性的變化，使自控系統朝著(zhù)智能化、數字化、信息化、網(wǎng)絡(luò )化、分散化的方向邁進(jìn)，形成新型的網(wǎng)絡(luò )集成式全分布式控制系統—現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統?，F場(chǎng)總線(xiàn)控制系統作為工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展方向，為我國紡織工業(yè)的自動(dòng)化領(lǐng)域提供了良好的機遇。隨著(zhù)現場(chǎng)工業(yè)總線(xiàn)產(chǎn)品使用的普及，研發(fā)成本消化，生產(chǎn)成本降低，現場(chǎng)工業(yè)總線(xiàn)產(chǎn)品將大幅度應用于紡織工業(yè)自動(dòng)化系統，現場(chǎng)工業(yè)總線(xiàn)系統技術(shù)將在紡織自動(dòng)化中得到普遍使用和長(cháng)足的發(fā)展。