摘 要：本文結(jié)合寧夏銀川中策橡膠有限公司電氣系統(tǒng)改造的工程實際，從系統(tǒng)組成和系統(tǒng)功能兩方面介紹了現(xiàn)場總線在聯(lián)動系統(tǒng)中的應用。實際運行結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有一定的推廣價值。

關鍵詞：現(xiàn)場總線，變頻器，MODBUS

0 引言

　　寧夏銀川中策（長城）橡膠有限公司二車間10#擠出聯(lián)動裝置是1988年自行設計的一套胎面冷卻聯(lián)動裝置，電氣部分使用的是老式Z2系列直流電動機和調(diào)壓器統(tǒng)一調(diào)壓調(diào)速方式，由于電動機是非閉環(huán)控制，且直流調(diào)速本身的局限性，受電網(wǎng)電壓影響較大，其速度穩(wěn)定性較差，因此，各水槽之間速度難以協(xié)調(diào)，已不能滿足新產(chǎn)品工藝要求，影響產(chǎn)品質(zhì)量提高，因此決定對原電氣系統(tǒng)全部進行改造以滿足工藝要求并提高成品率。

1 系統(tǒng)組成

　　ABB公司新提供的變頻器為交流電動機提供了高超的性能，由于采用直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）技術，推出的ACS600交流變頻器可以對標準鼠籠電機進行精確的速度和轉(zhuǎn)矩控制，并且不需增加成本及繁雜的脈沖編碼器反饋，DTC直接轉(zhuǎn)矩控制是交流傳動領域電機控制方式的一次革命，它從零速開始不需使用電機軸上的脈沖編碼器反饋就可以實現(xiàn)電機速度和轉(zhuǎn)矩的精確控制，開環(huán)動態(tài)速度控制精度可以達到閉環(huán)磁通矢量控制的精度，直接轉(zhuǎn)矩控制對交流傳動來說是一個最優(yōu)的電機控制方法，它可以對所有交流電機的核心變量進行直接控制，它開發(fā)出交流傳動前所未有的能力并給所有的應用提供了益處。

　　另外，ACS600交流變頻器可以通過標準MODBUS總線與外部控制系統(tǒng)通訊。ACS600的控制信號可全部來自MODBUS，也可部分來自串行通訊，部分來自其他的控制通道。

　　因此，在系統(tǒng)的組成上我們選擇了ABB公司的ACS600交流變頻器，并選用LG公司PLC MASTER K80作為上位機對ACS600變頻器進行控制，以實現(xiàn)預定的工藝要求。ACS600交流變頻器具有模擬量輸入和數(shù)字量輸入通道，并支持MODBUS總線協(xié)議，為了提高系統(tǒng)的靈敏度、精確度和穩(wěn)定性，我們把系統(tǒng)硬件通過MODBUS總線協(xié)議組成了一個局域網(wǎng)：PLC作為主站，所有的ACS600變頻器作從站，其結(jié)構如圖1所示。

　　ACS600有兩個串行通訊口（或通道）通道0和通道1。通道1是標準的MODBUS，通訊參數(shù)由用戶自己設定，如果想通過MODBUS控制ACS600，那么起停指令和（或）頻率給定等參數(shù)，必須設定為有通道1控制。通道0專門用于操作盤。

　　要實現(xiàn)MODBUS總線通訊，首先必須激活MODBUS協(xié)議。ACS600出廠時通道1并不工作，只有將參數(shù)5005PROTOCOL SEL設為2（STD MODBUS）,通道1的標準MODBUS協(xié)議才被激活，如此就可以使用ACS600的缺省通訊參數(shù)進行簡單的數(shù)據(jù)讀寫。通道1的參數(shù)設定有參數(shù)組50 COMMUNICATION，52 STANDARD MODBUS完成。

　　5201 STATION NUMBER設定網(wǎng)絡中ACS600站號

　　5202 COMM SPEED 設定通訊速度

　　5203 PARITY 設定校驗和停止位設定

　　5003 COMM FAULT TIME 設定通訊故障延時

　　5004 COMM FAULT FUNC 設定通訊故障功能

　　5005 PROTOCOL SEL 通訊協(xié)議選擇（設為STD MODBUS）

　　為了實現(xiàn)MODBUS控制，必須設定AC600的起停命令和（或）頻率給定來自串行通訊，同時把ACS600設為遠程控制。

　　在軟件上，控制程序是用LG公司隨機附帶的軟件KGL-WIN編寫，非常方便。

　　PLC（主站）可以與每個變頻器（從站）通信，并對各從站進行訪問、數(shù)字量輸入的給定，通過讀取各變頻器的狀態(tài)字查詢各從站狀態(tài)。通過邏輯、定時、計算、數(shù)學等運算控制輸入輸出點，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。

2 現(xiàn)場總線

　　現(xiàn)場總線技術是隨著計算機技術在自動化領域的發(fā)展而產(chǎn)生的，近年來，隨著分布式控制產(chǎn)品的標準化的要求和發(fā)展趨勢，現(xiàn)場總線技術得到了飛速發(fā)展，它的特點主要是:可靠性高、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強、維護及系統(tǒng)擴展成本低，表現(xiàn)了控制技術計算技術與通信技術的集成。

　　以現(xiàn)場總線組成的分布實時監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以節(jié)省大量的電纜以及相關的費用，而且相應的工作更加簡單，維護方便。提高了系統(tǒng)的可靠實用性，降低了工程的費用，所以在控制系統(tǒng)中采用現(xiàn)場總線技術將是未來的主流。

　　Modbus總線是現(xiàn)場總線的一種，使用的是RS485并與RS232兼容的半雙工的標準的通訊接口;其協(xié)議是一種串行的主從通訊協(xié)議，采用的是一種主從通訊技術，網(wǎng)絡中只有一個設備能夠（稱為主機）建立協(xié)議（稱為查詢），其他的設備（稱為從機）只能通過提供數(shù)據(jù)響應主機的查詢，或根據(jù)查詢做出相應的動作。主機一般包括主處理器和可編程的控制盤/從機一般包括可編程控制器等。

3 系統(tǒng)功能

　　根據(jù)實際生產(chǎn)工藝過程的要求編寫控制程序，本系統(tǒng)具有以下功能：

　?。?） 整條聯(lián)動線的就緒聯(lián)鎖控制功能，即首先檢驗個電機狀態(tài)是否準備就緒，并給于指示，以確定系統(tǒng)是否可以啟動;

　?。?）傳動的啟動停止聯(lián)鎖控制功能;

　?。?）聯(lián)動/單動切換功能。操作人員隨時調(diào)整整條聯(lián)動線的速度和對每一條聯(lián)動帶速度進行微調(diào)，且可以是速度無擾切換;

　　聯(lián)動方式，操作人員可以對整條聯(lián)動線的速度進行升/降速調(diào)整;

　　單動方式，操作人員可以對聯(lián)動線其中每一條聯(lián)動帶的速度在原來聯(lián)動速度基礎上進行升/降速調(diào)整，并可無擾切換回聯(lián)動方式。

　　（4）運行指示功能;

　?。?）故障指示功能;

　?。?）速度指示功能;

　?。?）急停聯(lián)鎖控制功能。

4 結(jié)束語

　　該系統(tǒng)自調(diào)試投產(chǎn)以來，各聯(lián)動帶的速度的精確度和靈敏度都得到了很大的提高，且受外界因素的影響明顯減小，運行穩(wěn)定，準確控制橡膠生產(chǎn)所需要的工藝，操作人員的勞動強度大大降低，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量都得到了很大的提高，取得明顯經(jīng)濟效益。