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1 引言
　　過去的卷煙制絲生產(chǎn)線采用集中式的PLC控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)要求每一個現(xiàn)場電控設(shè)備都必須用導(dǎo)線直接連接至PLC。如果機器尺寸大，設(shè)備分布區(qū)域廣，則耗費的電纜特別多，設(shè)備安裝調(diào)試時間長，設(shè)備故障點多，不容易維護。對設(shè)備的升級和改進非常不方便。由于卷煙行業(yè)爭激烈，要求生產(chǎn)設(shè)備不但性能先進，可靠性高，而且要易于改造。原有的電控系統(tǒng)已不能滿足需要，采用現(xiàn)場總線是最佳選擇。Profibus-DP是用于分散外圍設(shè)備的過程現(xiàn)場總線的簡稱，是開放結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范(EN5D170)。下面介紹運用Profibus-DP實現(xiàn)卷煙生產(chǎn)自動化的具體方法。
　　
　　2 電控系統(tǒng)硬件構(gòu)成
　　卷煙制絲工藝流程如圖1所示。電控系統(tǒng)將整條制絲線分為10個工藝段。硬件模塊架構(gòu)為主-從形式，具體組成如圖2所示。
　　
　　
　　
　　
　　
　　每個工藝段采用一個內(nèi)置DP接口的S7-400 CPU作為主站，ET200S、帶DP接口的水份儀、TP系列觸摸屏、變頻器每個各自作為一個從站。核子稱自帶電控系統(tǒng)，它采用S7-300 CPU，選用CP系列網(wǎng)卡將其聯(lián)入PROFIBUS-DP網(wǎng)。光電開關(guān)、限位開關(guān)、電磁閥等作為普通I/O點，每20點左右組成一個ET200S子站，安裝在現(xiàn)場控制箱內(nèi)。每個ET200S子站控制的負(fù)載饋電器一般不超過8個。
　　各個工段之間可以用聯(lián)鎖信號聯(lián)絡(luò)，亦可以用SIEMENS Industrial Ethernet連網(wǎng)。
　　
　　3 用戶程序設(shè)計
　　用戶程序設(shè)計是構(gòu)建一個電控系統(tǒng)最為復(fù)雜繁瑣而且最重要的工作。用戶程序包括硬件組態(tài)和控制程序兩部分，用STEP7軟件完成開發(fā)。
　　
　　
　　
　　
　　
　　3.1 硬件組態(tài)
　　硬件組態(tài)的目的是改變硬件模塊的預(yù)置參數(shù)，如地址、量程等，使之符合實際使用要求。用STEP7中的Hwconfig程序先組態(tài)主站，再組態(tài)從站。無論是主站還是從站，配置列表中模塊的排列次序必須和實際安裝次序一致，模塊的訂貨號也必須和硬件模塊相一致，否則下載到CPU會提示出錯。
　　
　　3.2 控制程序設(shè)計
　　STEP7是模塊化的設(shè)計軟件，使用模塊化設(shè)計，可以大大減少編程工作量。在編寫每個工段的控制程序時，可將整個控制任務(wù)拆分成若干個子任務(wù)，每個子任務(wù)編成一個FC或FB模塊，然后在組織塊OB1中調(diào)用它們，便可完成完整的自控任務(wù)。
　　在編寫模塊程序時，可以遵循以下幾個原則:(1)將具有通用特性的功能做成一個模塊，如電機順序控制塊，調(diào)速控制(變頻器控制)塊;(2)將一個機臺的控制程序編寫為一個模塊，如倉式喂料機電控塊，HT 葉絲膨脹機電控塊;(3)將溫度、水份、蒸汽流量等模擬量的PID參數(shù)控制各自編成一個模塊;(4)將某一類功能做成一個模塊，如故障檢查和警報塊，電機群組起動塊。在這些模塊當(dāng)中，電機順序控制塊和調(diào)速控制(變頻器控制)塊對于所有工段都適用，下面作簡單介紹。
　　(1) 電機順序控制程序
　　電機順序控制程序如下所示，前面帶有#號的為形式變量，被程序調(diào)用時需要具體賦值。該程序具有控制電機順序起動和停止，電機過載保護功能。
　　
　　A #Isolator_in
　　FP #Mid_sign1
　　= #Mid_sign2
　　AN #Contactor_control_out
　　A #Mid_sign2
　　O(
　　A #Contactor_control_out
　　AN #Mid_sign2
　　)
　　A #Manual_sign
　　O(
　　A #Run_condition
　　O #Start_pulse
　　A #Forward_condition
　　A #Auto_sign
　　)
　　A #Stop_pulse
　　A #Isolator_auxiliary_in
　　AN #Breaker_auxiliary_in
　　A #Contactor_feedback_redy
　　A #Mains_switch_in
　　= #Contactor_control_out
　　
　　
　　
　　
　　
　　(2) 變頻器控制程序
　　該模塊程序較長，限于篇幅不能將程序全部列出，圖3是該程序的結(jié)構(gòu)框圖。調(diào)用該程序時對其形式參數(shù)賦值便可改變電機運行狀況。本例使用的是西門子MICROMASTER 440系列變頻器。它有狀態(tài)字、控制字、速率(頻率)字各兩個。其中狀態(tài)字2、控制字2幾乎不用，速率字一個用于輸入另一個用于輸出。狀態(tài)字1具體各位反映變頻器的具體狀況，包括控制請求、準(zhǔn)備運行等信息。控制字1的各位包含操作狀況，故障確認(rèn)等信息，決定能否開機。
　　
　　4 結(jié)束語
　　由于電控系統(tǒng)都是由扦插式模塊組成，硬件模塊功能集成程度高，而且更換模塊時不用接線，因此系統(tǒng)故障點少，查找和排除故障更加容易方便。本廠采用PROFIBUS總線以后，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，故障停機很少，取得令人滿意的運行結(jié)果。該總線是大中型電控系統(tǒng)的理想選擇。