一、工藝流程及概況
　　
　　熔體直接紡大容量滌綸紡絲生產(chǎn)線的工藝流程：熔體增壓泵---熔體輸送管---紡絲箱體---計量泵---中心內(nèi)環(huán)吹裝置---卷繞機---牽引機---喂入機---盛絲桶往復機。本聯(lián)合機共有6個紡絲箱，有36個紡絲位，每個紡絲位配置一臺高精度的計量泵。直紡熔體經(jīng)增壓泵增壓后由熔體輸送管將熔體輸送至紡絲箱，經(jīng)計量泵計量后由噴絲板噴出，通過中心內(nèi)環(huán)吹裝置，受空氣冷卻固化后進入卷繞機，各紡絲位絲束經(jīng)過上油裝置后進入牽引機，再由喂入機送入盛絲桶往復機。
　　
　　日產(chǎn)150噸大容量滌綸短纖維紡絲生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)是基于plc的現(xiàn)場總線的分布式控制系統(tǒng)(fcs)。系統(tǒng)的控制范圍涵蓋熔體直接紡生產(chǎn)線的熔體配管增壓泵到盛絲桶往復機的全部范圍。
　　
　　二、控制系統(tǒng)的特點
　　
　　大容量滌綸短纖維紡絲生產(chǎn)線電氣自動控制系統(tǒng)的主要特點：
　　1、采用基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)fcs，系統(tǒng)高度穩(wěn)定可靠，有很強的抗干擾能力；
　　2、開放式的總線，容納第三方設備；
　　3、變頻調(diào)速采用高精度的siemens 變頻傳動系統(tǒng)；
　　4、實現(xiàn)全數(shù)字化、全現(xiàn)場化控制；
　　5、設備集中監(jiān)控、友好的人機界面；
　　6、可以實現(xiàn)車間和工廠級的信息化管理，向信息系統(tǒng)自動提供實時數(shù)據(jù)；
　　
　　三、控制系統(tǒng)架構(gòu)
　　
　　1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　整個控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用分層控制方式，由上位工業(yè)pc機、hmi觸摸屏、op操作屏、s7 plc，變頻控制柜和現(xiàn)場i/o及現(xiàn)場設備等組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如〈圖一〉所示：
　　
　　2、功能組成
　　如上圖所示，控制系統(tǒng)分為三個控制層次：
　　中央監(jiān)控管理層---工業(yè)pc計算機、hmi觸摸屏
　　生產(chǎn)過程邏輯判斷和數(shù)據(jù)采集層---s7 plc
　　設備運行操作層---mcc控制柜和現(xiàn)場i/o及現(xiàn)場設備
　　下面對各層次的功能和它們之間的聯(lián)系做簡單的介紹：
　　上位工業(yè)pc機以圖形畫面顯示設備模型及運行狀態(tài)，監(jiān)控和修改各個工藝參數(shù)，發(fā)出控制命令，并完成報警，存檔，打印等信息處理。上位機組態(tài)軟件采用組態(tài)王（kingview6.5）。組態(tài)王是目前國內(nèi)比較廣泛用于工業(yè)控制的組態(tài)軟件。組態(tài)王能實現(xiàn)對所有plc內(nèi)存單元的讀寫。系統(tǒng)運行時，通過讀取plc內(nèi)存單元中的內(nèi)容，上位機可以將系統(tǒng)的運行過程用畫面的形式顯示，對之進行監(jiān)控，同時，通過向plc的內(nèi)存單元寫入數(shù)據(jù)，可以下發(fā)命令給plc，控制系統(tǒng)的運行。開發(fā)工業(yè)pc機程序時，充分利用了軟件系統(tǒng)提供的資源，使開發(fā)過程快速便捷。
　　
　　plc與上位工業(yè)pc機的通信采用西門子專用的profibus或ethernet通信模塊，通過profibus或ethernet網(wǎng)與上位機、觸摸屏通訊，plc向上位機、觸摸屏傳送設備的實時數(shù)據(jù)及狀態(tài)，接收并執(zhí)行上位機、觸摸屏的實時控制指令；在上位機、觸摸屏上可以修改各單元機的工藝參數(shù)及各單元機的實時狀態(tài)。
　　
　　四、plc的配置
　　
　　1、1plc及2plc：紡絲機plc
　　大容量滌綸短纖維紡絲機電氣自動控制系統(tǒng)采用西門子2臺s7 plc、模擬量輸入模塊對紡絲箱體溫度、組件壓力等對象進行監(jiān)控，同時通過profibus現(xiàn)場總線控制計量泵及油濟泵傳動變頻器；現(xiàn)場智能i/o采用et200模塊，通過profibus現(xiàn)場總線與cpu完成數(shù)據(jù)高速傳輸，現(xiàn)場i/o模塊對環(huán)吹小車升降、進退及計量泵起停進行控制。et200作為從站，通過im153-2與cpu完成。紡絲箱體et200從站歸紡絲plc。通過cp340通訊模塊與聯(lián)苯爐溫度控制器rkc-d系列儀表進行通訊; 在紡絲層設有一個現(xiàn)場操作臺，在操作臺上設設置一個siemens hmi觸摸屏，可在現(xiàn)場修改計量泵及油劑泵變頻器的頻率。
　　
　　2、3plc：卷繞牽引喂入plc
　　卷繞機電氣自動控制系統(tǒng)采用西門子s7 plc通過數(shù)字i/o模塊卷繞機吸絲、切絲、牽引輥、導入棍、喂入輪、上油泵等對象進行控制，同時經(jīng)過profibus現(xiàn)場總線控制牽引輥、導絲輥、喂入輪、上油傳動變頻器速度或頻率，并在牽引喂入機處設有一個操作臺，在操作臺上設置一個siemens hmi觸摸屏，可設定牽引喂入機的速度。
　　
　　3、4plc：盛絲桶往復機plc：
　　盛絲桶往復機電氣自動控制系統(tǒng)單獨采用一套西門子s7 plc，通過profibus現(xiàn)場總線控制盛絲桶往復機縱向、橫向傳動伺服變頻器以及現(xiàn)場i/o，盛絲桶往復機主機橫動小車及縱動小車傳動采用了西門子cumc伺服控制系統(tǒng)，對橫動小車及縱動小車進行定位控制。精確控制盛絲桶往復裝置的定位及往復運動。盛絲桶往復裝置的操作臺上設置一個siemens op操作面板，可進行定時控制。
　　
　　五、軟件設計
　　plc的軟件設計主要有以下幾個部分：
　　1、s7-300plc與變頻器之間的profibus通訊：
　　s7-300plc與變頻器之間的profibus通訊可以設定變頻器的頻率，讀取變頻器的運行頻率，電流和電壓。軟件設計框圖見<圖二>,在進行硬件組態(tài)時就要確定profibus通訊的ppo通訊類型，根據(jù)ppo的類型和要通訊的變頻器的數(shù)量，生成一個相對應