清梳聯(lián)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控及其梳棉工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

謝水英，陳懷忠，2，朱金芳

(1.浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子學(xué)院，浙江 紹興 312000;2.浙江理工大學(xué)自動(dòng)化研究所，浙江 杭州 310018)

清梳聯(lián)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控及其梳棉工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

謝水英1，陳懷忠1，2，朱金芳1

(1.浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子學(xué)院，浙江 紹興 312000;2.浙江理工大學(xué)自動(dòng)化研究所，浙江 杭州 310018)

清梳聯(lián)系統(tǒng)設(shè)備種類繁多，整體設(shè)備自動(dòng)化程度低，通信聯(lián)網(wǎng)功能弱，信息管理相對(duì)滯后，同時(shí)在梳棉道夫工藝存在傳動(dòng)控制技術(shù)落后，故障率高等不足。針對(duì)以上問題，以西門子PLC為清梳聯(lián)系統(tǒng)中心控制器，采用PROFIBUS-DP工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)成清梳聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各設(shè)備的工藝參數(shù)修改、任務(wù)下達(dá)、動(dòng)態(tài)顯示、數(shù)據(jù)保存、故障分析等監(jiān)控功能，并對(duì)梳棉道夫傳動(dòng)控制進(jìn)行矢量變頻設(shè)計(jì)。結(jié)果表明，監(jiān)控系統(tǒng)提高了企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)和信息化管理水平，降低勞動(dòng)力成本，節(jié)能降耗。

清梳聯(lián);PROFIBUS-DP;網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控;矢量變頻

清梳聯(lián)是棉紡廠把原料加工成單纖維狀態(tài)的關(guān)鍵設(shè)備，清梳聯(lián)系統(tǒng)一般由多條生產(chǎn)線組成，每條生產(chǎn)線的數(shù)量有時(shí)多達(dá)數(shù)十臺(tái)，所有設(shè)備數(shù)量多達(dá)數(shù)百臺(tái)。棉紡廠一些清梳聯(lián)系統(tǒng)電氣控制仍采用手動(dòng)單機(jī)操作，自動(dòng)化程度低，工藝參數(shù)修改和讀取、產(chǎn)量記錄都要到單機(jī)臺(tái)上手動(dòng)完成。

傳統(tǒng)清梳聯(lián)企業(yè)設(shè)備種類和數(shù)量眾多，生產(chǎn)任務(wù)量大，人員往返于各設(shè)備之間，工作效率低，信息管理相對(duì)滯后。同時(shí)在梳棉道夫關(guān)鍵工藝中，傳統(tǒng)設(shè)備仍采用電磁離合器、雙速電動(dòng)機(jī)等調(diào)速方式，工藝落后，精度低，故障率高，不能滿足低速對(duì)轉(zhuǎn)矩的要求，嚴(yán)重影響初棉生條質(zhì)量［1－2］。

本文針對(duì)清梳聯(lián)系統(tǒng)生產(chǎn)過程中存在的問題，將PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到清梳聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)和集中監(jiān)控、操作與管理。其次引入交流矢量變頻技術(shù)，對(duì)梳棉道夫關(guān)鍵工藝進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到高效和節(jié)能降耗的目的，從而提高棉紡織企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)、管理水平和經(jīng)濟(jì)效率。

1 清梳聯(lián)工藝流程

典型清梳聯(lián)工藝流程主要包括抓棉、開棉、混棉、和梳棉等工序。生產(chǎn)流程見圖1。

圖1 清梳聯(lián)生產(chǎn)流程Fig.1 Production process of blowing-carding unit

抓棉機(jī)首先將排列好的各等級(jí)初棉原料按一定次序抓取，以風(fēng)力為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，把原料輸送到管道里。然后開棉機(jī)把原料開松再混合，同時(shí)對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的雜質(zhì)進(jìn)行除雜。混棉機(jī)按照交錯(cuò)原理混合并進(jìn)行儲(chǔ)存，清棉機(jī)對(duì)原料進(jìn)行進(jìn)一步除雜和開松。最后梳棉機(jī)對(duì)均勻的纖維層進(jìn)行逐一開松落雜、清纖維和除短絨、梳理后加工成纖維網(wǎng)，經(jīng)牽伸壓輥后形成棉條，供后續(xù)工序使用［3］。

2 網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控總體設(shè)計(jì)

大的困難。在本文設(shè)計(jì)中，清梳聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控主要采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)智能化儀器、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高一級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集處理、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、事故分析診斷、設(shè)備遠(yuǎn)程控制、實(shí)時(shí)在線診斷等功能，滿足現(xiàn)代企業(yè)大批量、高質(zhì)量、高效低耗的需要，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制和企業(yè)管理的一體化［4－5］。

傳統(tǒng)清梳聯(lián)工序中現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分布范圍廣，數(shù)量多，信號(hào)類型復(fù)雜，故障診斷及報(bào)警等功能不強(qiáng)，集中智能化管理困難，可維護(hù)性差，同時(shí)不同廠家設(shè)備兼容性較差，給整個(gè)工序的信息化管理等帶來了極

3 監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)

控制對(duì)象為某棉紡廠清梳聯(lián)系統(tǒng)，清梳聯(lián)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控設(shè)計(jì)整體方案如圖2所示。

圖2 清梳聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Networked control system structure diagram of blowing-carding unit

圖2中，清梳聯(lián)系統(tǒng)主要由6條清梳聯(lián)生產(chǎn)線系統(tǒng)構(gòu)成，本文主要以1條典型的清梳聯(lián)生產(chǎn)線說明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與設(shè)計(jì)。該生產(chǎn)線主要由抓棉、開棉、混棉、清棉和梳棉單元組(由10臺(tái)梳棉機(jī)構(gòu)成)等組成，各項(xiàng)工藝控制使用S7-200 PLC作為中心控制器。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)量多，分布范圍廣，信號(hào)類型復(fù)雜，數(shù)據(jù)管理復(fù)雜等特點(diǎn)，采用PROFIBUS-DP工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)成清梳聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行設(shè)備和數(shù)據(jù)監(jiān)控管理。每套清梳聯(lián)系統(tǒng)采用了PROFIBUS-DP工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線組成了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)，6套清梳聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通過西門子SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)成管理層網(wǎng)絡(luò)。清梳聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)主要分為4個(gè)層次:現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、傳輸層、控制層和管理層［6－7］。

3.1 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層作為系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)一線的設(shè)備，承擔(dān)著整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)檢測(cè)、采集和設(shè)備驅(qū)動(dòng)等功能。如清梳聯(lián)設(shè)備的啟動(dòng)停止等各種開關(guān)量，抓棉量、手羅拉轉(zhuǎn)速、棉倉(cāng)壓力、出棉口壓力等各種模擬量的信號(hào)采集，執(zhí)行機(jī)構(gòu)如電動(dòng)機(jī)、變頻器、電磁閥等各種驅(qū)動(dòng)設(shè)備。

3.2 傳輸層

傳輸層主要是由不同等級(jí)域的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，每個(gè)封閉網(wǎng)絡(luò)都配備有相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸控制設(shè)備等，它們承擔(dān)著整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，主要由通信線、通信模塊和各種通信協(xié)議構(gòu)成。在清梳聯(lián)系統(tǒng)中，各種信號(hào)交換主要構(gòu)建在基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)上。老設(shè)備一般采用RS-485通信方式，但 RS-485通信波特率一般在9.6～19.2 kbps之間，同樣在19.2 kbps速率的條件下，RS-485若超過100 m，效果較差，而DP通信距離可達(dá)到1.2 km，可見DP通信速率大大優(yōu)于傳統(tǒng)的RS-485通信。在傳輸層還設(shè)計(jì)了清梳聯(lián)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的人機(jī)交互接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶操作需求的信號(hào)傳輸與反饋［8］。

3.3 控制層

控制層是清梳聯(lián)系統(tǒng)整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中人機(jī)信息交換控制中心，主要由PLC、觸摸屏、WINCC SCADA組態(tài)軟件等構(gòu)成。每條生產(chǎn)線構(gòu)成一個(gè)車間級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)，車間控制室由監(jiān)控上位機(jī)、打印機(jī)和UPS等設(shè)備組成。PROFIBUS-DP控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示。主控制器選用西門子公司S7-300 PLC，CPU選用帶PROFIBUS-DP接口的 CPU315-2DP，在PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)中作為主站，地址設(shè)為2。以PC機(jī)作為上位機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控管理，并配置CP5611通信卡作為網(wǎng)絡(luò)接口，地址設(shè)為1。

圖3 PROFIBUS-DP控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Control structure diagram based on PROFIBUS-DP

多個(gè)分布在清梳聯(lián)各個(gè)工作現(xiàn)場(chǎng)的S7-200 PLC(CPU226)作為從站，PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)地址依次設(shè)為3，4，…，n。各從站負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)信息的采集并向主站發(fā)放有關(guān)信號(hào)及執(zhí)行具體控制命令。每臺(tái)S7-200 PLC配備一臺(tái)觸摸屏，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。S7-200通過EM277 PROFIBUS-DP通信模塊的DP端口，與CP5611通信卡通過1根雙絞屏蔽線連接構(gòu)成PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。以西門子生產(chǎn)的WINCC作為上位機(jī)的監(jiān)控組態(tài)軟件。利用WINCC較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能，能對(duì)清梳聯(lián)系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將各清梳聯(lián)設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)置于該監(jiān)控計(jì)算機(jī)的可見和可控領(lǐng)域，完成指定工藝的參數(shù)修改、工況動(dòng)態(tài)監(jiān)控、事故報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)集中保存、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)打印等任務(wù)［9］。

3.4 管理層

在6套清梳聯(lián)主控PLC安裝CP343-1通信模塊，上位機(jī)安裝Ethernet CP1613通信網(wǎng)卡，上位機(jī)和各清梳聯(lián)生產(chǎn)線主控PLC通信模塊均設(shè)置不同的IP地址，上位計(jì)算機(jī)利用交換機(jī)，通過西門子SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)將1～6號(hào)清梳聯(lián)生產(chǎn)線主控PLC信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控采集，在WINCC SCADA監(jiān)控系統(tǒng)中，在TCP/IP下建立連接和創(chuàng)建變量，構(gòu)成了企業(yè)管理層。將各車間生產(chǎn)線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)連接入企業(yè)局域網(wǎng)，為企業(yè)ERP系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)的管理主要包括輪班信息、生產(chǎn)月計(jì)劃、機(jī)臺(tái)信息、質(zhì)量指標(biāo)、和產(chǎn)量指標(biāo)等，構(gòu)建企業(yè)ERP管理系統(tǒng)。企業(yè)管理層可以方便對(duì)工廠設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行整體監(jiān)控，下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃和提取各車間運(yùn)行情況的各種分析報(bào)表，用戶可方便地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史記錄進(jìn)行查詢、編輯和打印。清梳聯(lián)系統(tǒng)工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖Fig.4 Industrial Ethernet structure diagram

清梳聯(lián)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)可安裝在多臺(tái)計(jì)算機(jī)中，實(shí)現(xiàn)資源共享。當(dāng)遠(yuǎn)程監(jiān)控等外網(wǎng)接入工業(yè)以太網(wǎng)時(shí)，需安裝以太網(wǎng)防火墻。用戶根據(jù)需要，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)限限制，授權(quán)設(shè)備才允許訪問，以防止外網(wǎng)非法攻擊，保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備安全運(yùn)行。這樣可在世界各地通過Internet網(wǎng)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷和管理。

3.5 PLC程序設(shè)計(jì)

清梳聯(lián)各工藝PLC編程主要由自動(dòng)控制、手動(dòng)控制、初始化模塊、通信模塊、診斷模塊、故障處理模塊等組成，PLC程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 PLC程序結(jié)構(gòu)Fig.5 PLC program structure

自動(dòng)控制主要在開關(guān)信號(hào)、模擬量信號(hào)和故障信號(hào)等輸入的情況下，自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。手動(dòng)控制一般用于設(shè)備檢修或異常狀態(tài)控制。初始化模塊負(fù)責(zé)上電對(duì)系統(tǒng)初始化，通信模塊負(fù)責(zé)與主站和從站通信、上報(bào)故障信息、設(shè)置參數(shù)，調(diào)用各類數(shù)據(jù)等。診斷模塊用于系統(tǒng)自診斷，故障模塊用于系統(tǒng)故障顯示和報(bào)警等。

4 梳棉工藝控制優(yōu)化

對(duì)清梳聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控改造的同時(shí)，必須對(duì)較為落后，影響生產(chǎn)效率的工藝進(jìn)行改進(jìn)。在梳棉傳動(dòng)系統(tǒng)中，道夫工藝的主要作用是凝聚和轉(zhuǎn)移錫林針面上的纖維，聚集成棉網(wǎng)輸出，對(duì)接頭和生頭速度要求較低(道夫頻率一般要求僅為4 Hz)，同時(shí)要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。傳統(tǒng)設(shè)備采用雙速電動(dòng)機(jī)、慣性輪、電磁離合器，用電氣加機(jī)械的手段來實(shí)現(xiàn)，故障較高，經(jīng)常造成停機(jī)。一些企業(yè)用普通V/F變頻調(diào)速加以改進(jìn)，調(diào)速性能有所提升，但存在轉(zhuǎn)速易受負(fù)載和轉(zhuǎn)差率的影響，動(dòng)態(tài)性能差和控制精度低等不足，同時(shí)低速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)矩值偏低，效果仍然不理想。嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)破邊，棉網(wǎng)拉斷的現(xiàn)象，影響生產(chǎn)質(zhì)量和效率。本文設(shè)計(jì)用矢量變頻技術(shù)對(duì)該工藝進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。矢量變換的核心是把感應(yīng)電動(dòng)機(jī)利用坐標(biāo)變換，把轉(zhuǎn)矩電流和勵(lì)磁電流分量變成標(biāo)量獨(dú)立開來，再對(duì)它們進(jìn)行控制，控制效果可以與直流電動(dòng)機(jī)相媲美［10］。

本文采用西門子公司生產(chǎn)的6SE70型矢量控制變頻器對(duì)梳棉傳動(dòng)系統(tǒng)中道夫工藝進(jìn)行改造。梳棉工藝道夫單元交流矢量變頻驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)如圖6所示。

圖6 梳棉道夫單元矢量變頻控制Fig.6 Vector variable frequency control of carding doffer unit

中心控制器采用西門子公司生產(chǎn)的CPU226 S7-200PLC，驅(qū)動(dòng)裝置采用西門子公司生產(chǎn)的6SE70型的矢量控制變頻器。變頻器速度給定采用改變傳統(tǒng)的模擬量控制方式，采用先進(jìn)可靠的基于RS-485接口的USS通信協(xié)議的總線方式給定。在PLC創(chuàng)建項(xiàng)目時(shí)，首先安裝 USS protocal通信協(xié)議，S7-200PLC利用 PORT1通信口，進(jìn)行通信設(shè)置。而PORT0通信口通過通信電纜與6SE70變頻器主板的X300通信口連接。其次，使用USS協(xié)議初始化PORT0端口，在6SE70型的矢量控制變頻器上設(shè)定相關(guān)參數(shù)，如USS網(wǎng)絡(luò)地址、通信速率、變頻器啟停信號(hào)、速度給定參數(shù)等。最后使用USS—CTRL模塊來控制變頻調(diào)速裝置速度輸出。

圖6中，系統(tǒng)三相電源通過交流接觸器引入，通過CUVC板X300的RS-485端口與PLC通信，PLC向變頻器發(fā)出速度啟停控制，發(fā)出不同的數(shù)字量控制變頻器速度。轉(zhuǎn)速反饋通過脈沖編碼器檢測(cè)交流電動(dòng)機(jī)位移信號(hào)輸入到CUVC控制板X103的23、24、25、26、28和PE端口，形成速度閉環(huán)控制。通過總線方式實(shí)現(xiàn)變頻器的遠(yuǎn)程監(jiān)控，既彌補(bǔ)了變頻器點(diǎn)數(shù)少的不足，減少了模擬量模塊添置費(fèi)用，并提高了轉(zhuǎn)速控制的穩(wěn)定性和精確性，在與變頻器通信中上位機(jī)也獲取了較多信息。

優(yōu)化改造后電動(dòng)機(jī)速比可達(dá)1∶200，在0.3 Hz的低速下轉(zhuǎn)矩可實(shí)現(xiàn)200%的轉(zhuǎn)矩輸出，可有效避免由于轉(zhuǎn)矩波動(dòng)而引起的機(jī)械損壞。負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)水平的提高使電動(dòng)機(jī)速度變化幅度減至最小，電動(dòng)機(jī)速度始終保持恒定，從而實(shí)現(xiàn)了道夫速度斜率任意調(diào)節(jié)，道夫工藝轉(zhuǎn)速任意可變的功能。

5 優(yōu)化改造效果分析

在通信聯(lián)網(wǎng)方式選擇上，目前市場(chǎng)上有選用CAN總線等通信網(wǎng)絡(luò)，雖然成本較低，但對(duì)環(huán)境有一定要求，抗干擾能力相對(duì)較弱，故障率較高。PROFIBUS-DP和工業(yè)以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)是一種中型通信網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，比較適合中型自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)。性能完全滿足各項(xiàng)要求，性價(jià)比較高。對(duì)清梳聯(lián)棉紡企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控和關(guān)鍵工藝改造，可根據(jù)企業(yè)自身實(shí)際情況進(jìn)行，既可對(duì)單條生產(chǎn)線先行改造，逐步推進(jìn)，也可同時(shí)進(jìn)行全面升級(jí)改造。以浙江某企業(yè)為例，改造效果技術(shù)指標(biāo)分析見表1。總體來說，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控改造后可在4個(gè)方面得到明顯改善和提高［11］。

表1 系統(tǒng)改造前后技術(shù)指標(biāo)Tab.1 Technical index system before and after modification

5.1 生產(chǎn)自動(dòng)化

改變了清梳聯(lián)傳統(tǒng)的手工操作為主生產(chǎn)方式，生產(chǎn)設(shè)備操作以自動(dòng)化為主，操作簡(jiǎn)便，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，還可降低勞動(dòng)力成本，可節(jié)省較多的勞動(dòng)力資源配置。

5.2 維修簡(jiǎn)便化

改造前設(shè)備故障率高，故障查找以人工為主，改造后故障率低，且故障查找利用監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大故障自診斷能力，故障查找時(shí)間可平均縮短70%左右，而且維修簡(jiǎn)便，故障率降低30%，提高了生產(chǎn)效率。

5.3 節(jié)能降耗

梳棉工藝矢量變頻技術(shù)的應(yīng)用有效解決了道夫在低速生頭、接頭時(shí)轉(zhuǎn)矩不足的難題。取消了電磁離合器等機(jī)械設(shè)備，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，減少設(shè)備配置和維修費(fèi)用。同時(shí)變頻調(diào)速本身具有較好的節(jié)能作用，變頻節(jié)能改造可使梳棉工序平均節(jié)省電能18%以上，節(jié)能降耗效果明顯。

5.4 監(jiān)控管理一體化

改造后系統(tǒng)可以根據(jù)工藝要求，方便調(diào)整各工藝參數(shù)，集監(jiān)控、控制、查詢、統(tǒng)計(jì)和工藝優(yōu)化為一體。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理資源共享，技術(shù)人員、調(diào)度、管理人員均可及時(shí)了解企業(yè)生產(chǎn)情況，合理作出科學(xué)管理決策，促進(jìn)企業(yè)信息化水平提高。

6 結(jié)語(yǔ)

紡織行業(yè)作為我國(guó)傳統(tǒng)支柱行業(yè)，近年來企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化和管理網(wǎng)絡(luò)化已成為一種趨勢(shì)，與國(guó)際同行業(yè)相比，整體水平還有較大的差距。目前國(guó)內(nèi)一些紡織機(jī)械制造廠家已將信息化系統(tǒng)引入清梳聯(lián)設(shè)備，取得較好的效果，但市場(chǎng)上仍存在不少傳統(tǒng)清梳聯(lián)企業(yè)，自動(dòng)化程度低，通信聯(lián)網(wǎng)功能弱，若全部設(shè)備依賴更新，企業(yè)成本難以承受。本文提出了一種對(duì)傳統(tǒng)清梳聯(lián)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控和關(guān)鍵工藝的改造方案，充分利用企業(yè)原有設(shè)備，將PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到清梳聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)分散控制和集中管理，大大提高了企業(yè)自動(dòng)化水平，同時(shí)用變頻矢量調(diào)速技術(shù)對(duì)梳棉關(guān)鍵工藝加以改進(jìn)，工藝水平進(jìn)一步優(yōu)化，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，可給傳統(tǒng)清梳聯(lián)企業(yè)自動(dòng)化和信息化改造提供一定的指導(dǎo)作用。

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Design of blowing-carding unit networked monitoring and carding process optimization

XIE Shuiying1，CHEN Huaizhong1，2，ZHU Jinfang1
(1.College of Electrical and Electronics Engineering，Zhejiang Industry Polytechnic College，Shaoxing，Zhejiang 312000，China;2.Institute of Automation，Zhejiang Sci-Tech University，Hangzhou，Zhejiang 310018，China)

Blowing-carding system equipment is diverse，and some conventional equipment has low degree of automation，and relatively-lagged communication networking function.The carding doffer process has defects of backward transmission control technology and high failure rate.In view of the above，by using Siemens PLC as center controller and using PROFIBUS-DP industrial field bus as unit networked monitoring system，the functions of parameters modification，task assigning，dynamic display，data storage，fault analysis and so on are realized.At the same time，the techniques of carding doffer transmission are improved by vector inverter.The results show that the system can achieve the blowingcarding online monitoring and management，enhancing the level of production and management of enterprise automation，saving energy and reducing consumption.

blowing-carding;PROFIBUS-DP;networked monitoring;vector inverter

TD 74;TS 104.13

A

10.13475/j.fzxb.20140402406

2014－04－09

2014－12－29

浙江省教育廳科研計(jì)劃資助項(xiàng)目(FX2013238)

謝水英(1965—)，女，副教授。主要研究方向?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)應(yīng)用。E-mail:lbyzxsy@163.com。

book=85,ebook=85