總線技術(shù)在高速氣流紡數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用

　　現(xiàn)場總線廣泛應(yīng)用于過程自動化、制造自動化等領(lǐng)域的現(xiàn)場智能設(shè)備互連通訊網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)電工委員會（IEC）和美國儀表協(xié)會（ISA）的定義：現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)，它的關(guān)鍵標(biāo)志是能支持雙向多節(jié)點、總線式的全數(shù)字通訊，具有可靠性高、穩(wěn)定性好、抗*力強、通信速率快、系統(tǒng)安全、造價低廉、維護成本低等特點。
　　
　　依賴現(xiàn)場總線搭建的控制系統(tǒng)也稱作FCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是集數(shù)字通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)為一體的*的控制技術(shù)。但是作為一種*技術(shù)，超出其適用范圍也不會得到好的效果。當(dāng)我們面對一個實際項目時，是否適用FCS構(gòu)建一個系統(tǒng)，一般來講應(yīng)考慮包括成本在內(nèi)的一些技術(shù)要求：現(xiàn)場被控設(shè)備是否分散?系統(tǒng)對底層設(shè)備有沒有信息集成要求?系統(tǒng)對底層設(shè)備有沒有較高的遠(yuǎn)程診斷、故障報警及參數(shù)化要求?系統(tǒng)實時性要求是否較高等。
　　
　　高速氣流紡是指轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速高于10萬r/min，配帶一個或多個具有全自動功能（接頭、落筒、換管合一）巡回小車，能在斷紗時實現(xiàn)自動尋位并接頭。市場上該類產(chǎn)品*由國外廠商壟斷，近年經(jīng)緯紡機等企業(yè)研制出高速氣流紡紗機。
　　
　　經(jīng)緯高速氣流紡紗機由主機、中段和巡回車組成。主機控制全機的啟停運行、管庫的輸送以及全機的參數(shù)設(shè)置、顯示；巡回車則負(fù)責(zé)在左右側(cè)巡檢、完成任務(wù)請求和定期清理紡紗器；中段則每錠都要求全過程監(jiān)控，且單錠的監(jiān)測結(jié)果要實時與巡回小車數(shù)據(jù)交換處理。全機的數(shù)據(jù)流量較大，數(shù)據(jù)處理較復(fù)雜，而且實時的交換性要求較高。
　　
　　經(jīng)過分析，可以看出主機和中段控制以及巡回小車這3個模塊基本都是開關(guān)量的邏輯動作，全機的關(guān)鍵是如何將這3個模塊的數(shù)據(jù)流進行適時的交換處理；可以將該機概括為分散的邏輯控制，集中的數(shù)據(jù)管理。根據(jù)這樣的特點，使用總線技術(shù)應(yīng)是的選擇。經(jīng)過性價對比和綜合研究，采用了Profibus總線作為機器的設(shè)計基礎(chǔ)，全機的3個模塊分別使用S7-200作為智能型從站執(zhí)行各個模塊的邏輯控制動作和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，使用S7-300作為主站進行數(shù)據(jù)的設(shè)置、顯示和中間交換。
　　
　　Profibus現(xiàn)場總線既適合于自動化系統(tǒng)與現(xiàn)場信號單元的通訊，也可用于可以直接連接帶有接口的變送器、執(zhí)行器、傳動裝置和其他現(xiàn)場儀表及設(shè)備，對現(xiàn)場信號進行采集和監(jiān)控。根據(jù)應(yīng)用分為Profibus-DP、ProfibusFMS、Profibus-PA三部分。Profibus-DP用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送，傳輸速率為96～12Mb/s，zui大傳輸距離在12Mb/s時為400m，傳輸只需1ms。其傳輸介質(zhì)可以是雙絞線，也可以是光纜，zui多可掛接127個站點。
　　
　　Porfibus支持主-從系統(tǒng)、純主站系統(tǒng)、多主多從混合系統(tǒng)等幾種傳輸方式。主站具有對總線的控制權(quán)，可主動發(fā)送信息。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。從站分為PLC（智能型IPO）；分散式IPO（非智能型IPO）；驅(qū)動器、傳感器、執(zhí)行機構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備。PLC從站自身有程序存儲，CPU部分執(zhí)行程序并按程序指令驅(qū)動IPO。作為Profibus主站的一個從站，在PLC存儲器中有一段特定區(qū)域作為與主站通信的共享數(shù)據(jù)區(qū)。主站可通過通信間接控制從站PLC的I/O。
　　
　　在這個控制系統(tǒng)中，采用1臺CPU315-2DP為主站，用8臺CPU214加IPO擴展模塊為智能從站。為了將PLC掛接到總線上，在PLC上還必須各增加1個EM277的總線模塊。在8臺PLC分別根據(jù)主機、巡回車、中段的各個工藝動作要求編寫相應(yīng)的控制程序，并且將要與通過主機進行交換的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備到組態(tài)的數(shù)據(jù)區(qū)中。再通過主站周期地讀取輸入信息，并做相應(yīng)處理后再周期地向從站發(fā)送輸出信息。觸摸屏也通過主站來顯示機器工藝參數(shù)和對各個PLC參數(shù)的設(shè)置。主站的軟件設(shè)計主要是對各個PLC間讀取數(shù)據(jù)的處理和將數(shù)據(jù)采集結(jié)果做工藝整理后，在觸摸屏上顯示。
　　
　　現(xiàn)場總線作為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)愈來愈在工業(yè)控制系統(tǒng)中發(fā)揮出*的優(yōu)勢作用。在高速氣流紡紗機上使用Pro2fibus總線，其硬件穩(wěn)定可靠，現(xiàn)場運行抗
　　
　　*力強，可方便進行現(xiàn)場監(jiān)控，使用靈活，接線牢固，并且還為以后并入工廠的自動化系統(tǒng)留下了聯(lián)網(wǎng)接口。
　　
　　（來源：中國紡織報）