采用Profibus-DP现场总线技术的造纸机传动控制系统

　　1 引言

　　随着工业自动化的不断发展，工厂业主对生产效率和产品质量要求的不断提高，分别对每台电机进行单独控制在某些场合已经不能满足生产工艺的要求，而需要同时对多台电机进行控制，让其更好地协调运行，因此多电机同步传动控制应运而生。最早的同步控制方法有模拟放大器同步控制和电动式连锁同步控制等方式，前者有抗干扰差和漂移等缺陷，而后者有调整不方便和体积庞大等不足。从90年代中期国外现场总线技术开始进入工业化实用阶段，采用现场总线通讯方式的多电机同步控制系统开始广泛应用。在纸机传动系统中，随着车速的提高和生产工艺的要求，也逐步地引进多电机同步控制方法，现代纸机的多分部传动系统采用现场总线通讯同步控制的已经占到了90%以上。

　　现场总线种类很多, 但由于大多交直流传动装置可以采用Profibus( Process Field Bus)现场总线通讯，所以PROFIBUS现场总线在传动控制领域占有较大的市场份额，并且在逐年地增加。另外PROFIBUS总线标准包括3个方面的内容：FMS、DP、PA，可以适用于不同的应用领域。PROFIBUS现场总线技术就是实现现场级设备数字化的工业现场层网络通信技术，它具有较强的现场信息集成能力，可靠性好，维护性好，且总线协议是开放的。这样，如果给现场设备接入具有现场总线网络功能的接口，不仅可以利用现场总线网络来管理分布的设备，还可以克服目前普通控制方式的缺点。

　　2 造纸机控制系统介绍

　　本系统为造纸车间传动控制系统，系统采用PC机作为上位机，PLC作为中心控制器，并由ABB公司的ACS600变频器通过PROFIBUS-DP通讯转换接口与PLC构成PROFIBUS-DP控制系统来同时驱动负载，如图1所示。系统由PC机发送控制信息、设定运行参数以及读取运行状态的作用;数字测速部件采用高分辨率的旋转编码器PG，由PG分别测量造纸传动中各单元的实际速度，送入PLC中;PLC把收集到的各单元的实际速度与设定运行参数综合，按既定的同步控制策略进行运算和控制，得到各单元电机的运行速度设定值，通过PROFIBUS-DP现场总线写入变频器执行。由于PLC直接通过数字通讯模式，按照一定采样周期进行信息的输入、处理和输出，简化了系统外围模块，缩短了控制周期，同时提高了在线监测、运算和驱动能力，控制精度和工作可靠性也进一步提高。另外，可以通过通信接口将变频器相关参数读到PC机，供操作人员监视，并可根据实际情况做出相关的判断和调整，使操作更加简单、直观。系统运行参数的设定也可以通过远程通信实现，从而降低操作故障，减少劳动力的投入。