ABB變頻器現場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)在染漿聯(lián)合機上的應用

一、染漿聯(lián)合機工藝流程簡(jiǎn)介

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

　　漿紗機工藝示意圖如上圖所示。系統主要由拖引、卷繞、染色三部分組成，其中卷繞和拖引為系統機頭部分，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)速度一致的同步運行。在這兩個(gè)傳動(dòng)單元之間有一張力輥，以檢測兩單元之間紗線(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行（起動(dòng)、停止、升速、降速）。

工藝參數：
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

二、控制系統配置

1、卷繞采用變頻專(zhuān)用電機驅動(dòng)
功率：22KW極數：6轉速：980rpm
最小卷徑：φ100mm最大卷徑：1000mm

2、拖引采用變頻專(zhuān)用電機驅動(dòng)
功率：11KW極數：4轉速：1460rpm
拖引輥輥徑：φ219mm

3、染色部分15只軋輥采用邊軸傳動(dòng)，用一臺三相交流異步電機驅動(dòng)
功率：30KW極數：4轉速：1460rpm
染色輥輥徑：φ264mm

4、馬達驅動(dòng)器件
選用具有獨特的直接轉矩控制（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/開(kāi)卷機的卷曲傳動(dòng)應用宏軟件；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。

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

6、人機界面（HMI）
隨著(zhù)計算機技術(shù)、LCD顯示技術(shù)和觸控技術(shù)的發(fā)展，人機界面（HMI）在自動(dòng)化領(lǐng)域的應用亦更廣泛。本系統人機界面（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
漿紗機控制原理如上圖所示，系統主要由PLC、瑞典ABBACS601變頻器、人機界面構成，PLC與ABBACS601變頻器之間用MODBUS現場(chǎng)總線(xiàn)相連，構成現場(chǎng)總線(xiàn)通訊控制網(wǎng)絡(luò )。ABB變頻器均內含標準MODBUS現場(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、快速，支持8Mbit/s的通訊速率。

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

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)議定義了主機查詢(xún)的格式，包括：從機的編址方法（或廣播），要求動(dòng)作的功能代碼，傳輸數據和錯誤校驗等。從機的響應也是采用Modbus協(xié)議結構，包括：動(dòng)作確認，返回數據和錯誤校驗等。

主機-從機與查詢(xún)-響應

3、ModbusRTU信息幀結構
　標準Modbus網(wǎng)絡(luò )可配置為ASCII或RTU（遠程終端單元）中的任意一種通訊模式。本系統采用RTU模式，RTU信息幀

結構標準結構如下：

開(kāi)始地址域功能域數據域CRC校驗結束
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（CRC）生成的錯誤校驗域，CRC域包括一個(gè)16位的二進(jìn)制數據，占兩個(gè)字節，CRC值由發(fā)送設備首先計算，附在傳送信息中。接收設備在接收時(shí)將重新計算CRC，并且把計算值與接收的CRC實(shí)際值做比較。如果兩個(gè)值不相等，就說(shuō)明有錯誤發(fā)生。