1 引言
液体氨纶变成丝状的氨纶丝、再卷绕成筒状纺织材料，是该生产线的功能;其中涉及到液体氨出丝时的计量、出丝后的纺丝、再经卷绕而成一筒一筒的纺织用氨纶丝纺织品。该生产线一期分有8条生产线，每条生产线又分有12个生产单元;每一生产单元在生产上独立运行，包括1台计量泵、4台纺丝电机及1套日本进口绕丝设备，同一生产单元的共5台变频器及绕丝设备在速度上需严格按比例同步运行。所以在一期的生产线包括96个生产单元共480台变频器、96组绕丝设备需要集中在一台工控机上集中控制，有利于生产线的集中管理。
2 控制系统的构成及特点
2.1 系统的主要配置
l西门子工控机 1台
lcp5611卡 1块
lwincc软件(包括户归档软件) 1套
ltp270-10 1台
ls7-313c-2dp 1台
ls7-212 16台
lem277 16台
l总线连接器 36只
lmm440变频器 0.37kw 96台
lmm440变频器 0.75kw 288台
2.2 系统的设计
经公司工程师多次现场考察、试验，鉴于前一期(也就是第四期)其它公司使用国产组态软件、直接串口通讯并不稳定，选择了使用通讯极其稳定西门子s7-200plc作为控制器对变频器进行控制，由于共有8条线480台频器，分成16组使用16台s7-200对变频器进行控制(每台s7-200控制30台变频器)，使每条生产线的控制器独立开来，这样即使有其中一台控制器或线路出故障，但其它7条生产线可以照常工作，并不导致整期生产线瘫痪;要把8条线集中起来控制，采用了西门子profibus-dp网络，它具有传输速度快、通讯稳定，接口方便(s7-313c-2dp就自带dp接口)等优点，主站采用s7-313c-2dp，为每个s7-200各配1台em277 profibus-dp模块作为从站(保留rs485通讯口与变频器进行通讯)，上位机使用1台工控机及西门子wincc监控软件通过cp5611卡采用dp通讯方式进行监控，从而保证了人机信息交换的快捷、准确，wincc强大的功能极好地满足了生产工艺的要求。
2.3 系统网络结构
系统网络结构如图1所示。
图1 系统网络结构图
2.4 系统硬件组态
系统硬件组态如图2所示。
图2 系统硬件组态
3 控制系统完成的功能
3.1 s7-200对mm440变频器的控制
采用uss协议与mm440进行通讯，在这一点上s7200发挥其优良的网络功能，plc可以任意读写变频器的参数及操作其运行，还可以连续修改任意台的变频器参数，一台s7200同时与30台变频器进行通讯，其性价比非常高，从而节约了不少成本。s7200实时地与s-300进行数据交换，以保证由上位发出的命令及时送到变频器及将变频器的数据读上来后送入上位。
3.2 s7-300的作用
s7200读上来的数据经s7-300处理分析送入上位wincc进行显示，上位对变频器的操作通过s7-300的处理分配发送到对应需操作的生产线的s7200中，它是一个中央处理器。
(1) 工艺的实现
·在上位wincc及操作员站可以轮循查看单个变频器的状态各种参数。
·参数查询及修改wincc主画面如图3所示。
图3 参数查询及修改wincc主画面
·整个过程分为计量、纺丝、卷绕三大过程，计量及纺丝过程采用的是mm440变频器，使用s7200进行控制，而卷绕过程采用的是集成日本进口设备，以往这两部分出自不同厂家，所以参数修改必须分开使用不同软件，对工艺同步有着极大不便之处;在这里，使用wincc通过profibus-dp与plc通讯对计量、纺丝部份进行控制，又通过dde接口对串口操作，进行卷绕设备控制，这样三大部分都能同时修改运行参数，同时下达速度等命令，做到了很好的同步。
·每个单元即为一个生产单元，各变频器的速度根据不同的产品品种而不同，且它们之间的速度关系也不同，所以有许多不同的参数组需要储存起来，在调换生产不同的产品时可以将对应数据组调用，而不用每个参数重新设置，从而节约了大量时间。这里wincc的用户归档做成的配方很好地解决了这个问题，在wincc界面上可以很方便地对储存的配方进行修改，添加，删除等操作。
·利用wincc的强大的脚本功能，编制出可以单台写参数，也可以任意多台自动连续写参数。这样可以一共8条生产线480台变频器及96台卷绕设备参数可以最少分8次写完。
·配方使用wincc界面。
4 应用体会
在此系统中充分体现出了西门子变频器uss协议的优越性，通讯稳定可靠、网络利用价值高;profibus-dp网络的稳定高速、方便可靠;wincc在数据库方面的友好支持、强大的配方功能及接口丰富灵活。该系统使用1台s7300作为主站，使用多个s7200与mm440进行uss通讯，比单用s7400直接使用profibus-dp与480台mm440变频器进行通讯要节约很多成本，而且系统的速度响应迅速可以满足工艺要求;使用工控机wincc监控软件作为管理员站，tp270-10作为操作员站，可以责权分明，wincc的强大脚本功能可以实现工艺复杂要求，tp270-10适用于工业现场环境，作为现场操作员站可以很方便地就地操作。mm440变频器性能稳定，控制精度高，使用uss协议通讯稳定可靠。
5 结束语
系统现已正常运行多时，且运行情况良好，说明西门子自动控制系统在氨纶生产业的应用是成功的，打破了此类设备只能靠进口国外系统的不良局面。
参考文献
[1] micro master 440 使用大全[z]. 西门子公司.
[2] step7 v5.1编程手册[z]. 西门子公司.
[3] wincc手册[z]. 西门子公司.
[4] s7-200系统手册[z]. 西门子公司.
[5] vb编程手册[m]. 北京:清华大学出版.
作者简介
熊建新(1979-) 毕业于南昌工程学院机电系，一直从事自动控制及驱动系统的设计工作，所涉及自动控制的行业有热电厂(变频系统)、化工厂、污水处理行业中央空调、食品(蔬菜低温脱水保鲜系统)，现在杭州富阳康福达自动化设备有限公司任技术主管。
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