1. 公司介紹
    本項目的設備制造商為高安公司，該公司為規模較大的化纖機械生產(chǎn)廠(chǎng)，FA產(chǎn)品有著(zhù)廣泛的應用，在行業(yè)中也有一定的知名度PLC 該設備用于5000噸纖維后處理生產(chǎn)線(xiàn)項目，其業(yè)主方為某日資化纖廠(chǎng)PLC

      2. 設備說(shuō)明

      該設備用于化纖多次拉伸、卷曲前處理生產(chǎn)，主要由導絲架、八棍導絲機、熱水槽、第一牽伸機、水浴槽、第二牽伸機、蒸汽箱、第三牽伸機、疊絲機、張力架、卷曲機、卷曲側板電機、油泵電機、振動(dòng)電機、循環(huán)水泵、振動(dòng)檢測等設備構成PLC I/O控制規模為103點(diǎn)，其中開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)為61點(diǎn)，開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)為39點(diǎn)，模擬量輸入點(diǎn)為3點(diǎn)應用 主要控制要求為：化纖絲的速度、牽伸比、蒸汽及水溫、相關(guān)的連鎖邏輯控制等應用 本系統控制的關(guān)鍵是要保證導絲、一牽、二牽、三牽、卷曲五臺電機的速度同步應用

      3．系統配置

      如圖，系統采用三菱公司的Q系列PLC作為主控制器，傳動(dòng)控制為艾默生公司的EV2000系列變頻器，人機界面為F940GOT。

      系統主要配置如下：

      ● 主控制器：Q00CPU：速度和牽伸比給定，通過(guò)I/O模塊，檢測現場(chǎng)各機臺急停，限位等開(kāi)關(guān)量及模擬量信號，完成連鎖控制及報警功能。
      ● 輸入模塊：QX40：完成現場(chǎng)的開(kāi)關(guān)量控制采集，
      ● 輸出模塊：QY10：完成開(kāi)關(guān)量輸出。
      ● 模塊量輸入：Q64AD：以完成現場(chǎng)的模擬量檢測。
      ● 串行通訊模塊：QJ71C24N-R4：構成變頻器通迅鏈路。
      ● 傳動(dòng)驅動(dòng)單元：艾默生公司的EV2000系列變頻器。

      鑒于篇幅的原因，本文主要描述系統控制的關(guān)鍵設計和實(shí)現，即保證導絲、一牽、二牽、三牽、卷曲五臺電機的速度同步?？蛻?hù)基于成本的因素，傳動(dòng)驅動(dòng)單元選用艾默生公司的EV2000系列變頻器，并要求主控制器和其構成一個(gè)以RS485為通訊介質(zhì)的低速廉價(jià)通訊鏈路。盡管導絲、一牽、二牽、三牽、卷曲5臺變頻器采用共用直流母線(xiàn)運行方式，并安裝增量式編碼器構成轉速閉環(huán)以提高速度精度，卷曲機變頻器還外加張力傳感器以穩定控制拉伸張力，提高纖維質(zhì)量，但是在設備起停過(guò)程特別是在運行過(guò)程中調整運行速度和牽伸比等工藝參數時(shí)低速通訊鏈路的實(shí)時(shí)性的問(wèn)題就表現出來(lái)了。

      在設計上，雖然一個(gè)通訊模塊可以組成485網(wǎng)絡(luò )，但因為通信量很大，我們必須實(shí)時(shí)發(fā)送電機的速度指令及起停信息，同時(shí)還要不斷讀取變頻器的工作電壓、電流、頻率等參數，所以如果采用一塊模塊的話(huà)，通信周期將增大，也就達不到實(shí)時(shí)的作用。所以我們選用兩塊485通訊模塊，即四個(gè)通訊口同時(shí)對一牽、二牽、三牽、卷曲四臺變頻進(jìn)行通訊，而導絲和一牽共用一個(gè)通訊口，在下一周期通訊?？紤]到通訊協(xié)議幀長(cháng)度最長(cháng)為18個(gè)字節，在19200Bit/s傳輸速率下，各速度指令響應的最大時(shí)差為20ms左右，當最大車(chē)速為200M/Min時(shí)，盡管導絲略有滯后，但在工藝上是可以接受的。該方案可以有效地解決速度指令的同步能力，實(shí)現開(kāi)車(chē)起步和停車(chē)過(guò)程中按指令同步升降速以及運行中速度調整時(shí)五臺電機速度的同步和纖維拉伸張力的均勻。

      4．調試情況和體會(huì )

      在實(shí)際調試過(guò)程中，系統基本符合我們預想。但在通訊調試中，我們發(fā)現Q系列PLC在搭載多通訊模塊系統時(shí)，通訊的穩定性和PLC的掃描周期的長(cháng)短有關(guān)。隨著(zhù)功能的不斷增強，程序的不斷完善，掃描周期也隨之加大，當最大掃描周期大于25ms時(shí)，通訊開(kāi)始有不穩定現象出現。

      現象：我們用QJ71C24的專(zhuān)用通訊指令來(lái)接受通訊數據，當掃描周期大于25ms時(shí)，在同時(shí)通訊的4個(gè)口中，排在程序的最后一個(gè)口偶爾會(huì )有通訊錯誤，當接受標志位已跳變?yōu)镺N，表示數據已接受完畢，但接受數據區中卻無(wú)數據。我們對同時(shí)通訊的四個(gè)口的程序次序顛倒過(guò)來(lái)發(fā)現情況依舊，錯誤只發(fā)生在次序排在最后的一個(gè)口。

      分析原因：我們認為是通訊時(shí)序出現了問(wèn)題，系統接受標志位的跳變和系統數據的傳遞不同步，即系統內部通訊標志建立時(shí)，通訊緩沖區的數據尚未來(lái)得及傳送完畢。故我們判斷掃描周期延長(cháng)會(huì )影響系統通訊的時(shí)序。 解決辦法：精簡(jiǎn)程序來(lái)縮短掃描周期或更換高速PLC 。但由于本系統程序量較大，最后為了保證系統的可靠性我們將CPU從Q00更換為Q02，提高了系統處理速度，把掃描周期降低至10ms以下，問(wèn)題得以解決。

      5．用戶(hù)的反饋

      本系統已正常投產(chǎn)三個(gè)多月，目前系統運行非常穩定、可靠，技術(shù)指標完全達到了設計效果。