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1、一种基于现场总线的纸机变频传动控制系统摘要本文阐述了一种应用现场总线技术来设计纸机传动控制系统的方法。这种基于现场总线的纸机传动系统是一种较为先进的控制系统，它与传统的纸机传动系统不同在于：从控制系统的角度来说，本系统是一种现场总线控制系统。这种系统在国内刚刚兴起，是一种新型的控制系统，将P R O F I B U S 总线应用到纸机传动是一种新思想；从纸机传动控制系统来说，本系统属于三级控制系统，而传统的纸机一般为二级控制。系统的第三级是工控机，使得对系统的监控方便易行。同时，上位机( 工控机) 具有连网功能，可以与其它如流送、制浆等部连接组成局域网络，形成一个高程度自动化的纸机控制体系。另
2、外，系统操作终端采用触摸屏，而不是传动的按钮、指示灯或模拟表头等。采用触摸屏使系统实现全数字化操作，提高了速度和可靠性。系统采用P R O F I B U S D P 现场总线，将操作终端、执行终端和控制单元组成D P 网络。系统的操作终端为西门子十寸触摸屏，执行终端为A B B 变频器，控制单元采用西门子公司的S 7 4 0 0 P L C 。它是一种三级控制系统，第一级是包括触摸屏和变频器的终端设备，第二级是P L C ，第三级是工业控制计算机( 上位机) 。上位机与P L C 之间采用M P I 电缆通信。由于系统采用了现场总线，较之以前的传动系统在数据传输速度上和信息的可靠性上都有了明
3、显的提高。同时，也节省了大量的电缆，减少了投资。该系统是针对宁夏美利纸业新上的2 6 4 0 5 5 0 高速纸机来设计的，其设计包括硬件的选择、组网和软件的编程。关键字：现场总线，纸机传动，变频器，触摸屏AP a p e rM a c h i n eF r e n q u e n c yC o n v e r t i b l eD r i v eC o n t r o lS y s t e mo nT h eB a s e so fF i e l d b u sa b s t r a c tI nt h i sp a p e r , w ed e s i g n e dap a p e rm
4、 a c h i n ef r e q u e n c yc o n v e r t i b l ed r i v ec o n t r o ls y s t e mw i t hf i e l d b u st e c h n o l o g y T h i ss y s t e mi saa d v a n c e dc o n t r o ls y s t e m C o m p a r e dw i t hs t y l ep a p e rm a c h i n ed r i v ec o n t r o ls y s t e m ，i th a ss o m ea d v a n
5、t a g e ：F r o mc o n t r o ls y s t e mp o i n to fv i e w , t h i ss y s t e mi saf i e l d b u sc o n t r o ls y s t e mt h a ti sf r e s ht os p r i n gu pa th o m e I ti san e wi d e aa p p l y i n gt h ef i e l d b u so fP R O F I B U St op a p e rm a c h i n ed r i v ec o n t r o ls y s t e m
6、 ；f r o ma n o t h e rp o i n to fv i e w , t h i ss y s t e mb e l o n g st ot h r e ec l a s s e sc o n t r o ls y s t e m ，y e tc o n v e n t i o n a lp a p e rm a c h i n ec o n t r o ls y s t e mi st w oc l a s s e s c o n t r o ls y s t e m 。T h et h i r dc l a s so fs y s t e mi si n d u s t
7、r i a lc o m p u t e rw h i c hm a d ei te a s yt os u p e r v i s e A tt h es a m et i m e ，u p p e rd e v i c e ( i n d u s t r i a lc o m p u t e r ) i sp r o v i d e dw i t ht h ef u n c t i o no fn e tc o n n e n c t i n g ，w h i c hc a nm a k eu po fL A Nw i t hr i v e rd r i v i n gs y s t e
8、ma n dp u l p i n gs y s t e m C o n s e q u e n t l yw ec a nc o m p o s eal o f t i l yr o b o t i c i z e dc o n t r o ls y s t e m I na d d i t i o n ，w eu s e dt o u c hp a n e lb u tn o tb u t t o n 、p i l o tl a m po ra n a l o gm e t e rf o rt h eo p e r a t i n gt e r m i n a lo ft h i ss y
9、 s t e m ，t h a ti m p r o v e ds p e e da n dr e l i a b i l i t y T h es y s t e mi sm a d eu po fD Pn e tb yo p e r a t i n gt e r m i n a l 、p e r f o r m i n gt e r m i n a la n dt h em a s t e rw h i c ha d o p t sP R O F I B U S D Pt e c h n o l o g y T h eo p e r a t i n gt e r m i n a lo fs
10、 y s t e mi st o u c hp a n e l ；t h ep e r f o r m i n gt e r m i n a li sA B Bt r a n s d u c e r ；t h em a s t e ri sS 7 - 4 0 0P L Cp r o d u c e db yS I E N M E N S T h es y s t e mi st h r e ec l a s s e sc o n t r o ls y s t e m T h eb o t t o m m o s tu n i t sa r ea c t e db yt o u c hp a n
11、 e l sa n dt r a n s d u c e r s ；t h eu n i to ft h es e c o n dc l a s si sP L Ca n dt h eu n i to ft h et o p m o s tc l a s si si n d u s t r i a lc o m p u t e r ( u p p e rd e v i c e ) T h eM P Ic a b l ei sa d o p t e db e t w e e nt h eu p p e rd e v i c ea n dP L C b e c a u s eo fF I E L
12、D B U S b e i n gu s e d ，t h es y s t e mi sm o r er e l i a b l ea n dm o r es p e e d y A tt h es a m et i m e ，ag r e a td e a lo fc a b l ei sr e d u c e d ，t h e nt h ei n v e s t m e n ti ns y s t e ms h r i n k e d W ed e s i g n e dt h i ss y s t e mf o rt h en e wp a p e rm a c h i n eo fn
13、 i n g x i am e i l iL T Dw h i c hi s2 6 4 0 5 5 0m o d e l t h ed e s i g ni n c l u d e sh a r d w a r es e l e c t e d 、n e t w o r kc o n f i g u r a t e da n ds o f t w a r ep r o g r a m m e d K E Y W O R D ：f i e l d b u s ，p a p e rm a c h i n ed r i v e ，t r a n s d u c e r , t o u c hp a
14、n e lI f 1 1 工业自动化的发展第一章绪论工业自动化的发展经历了以下几个阶段：1 工业化时代的自动监控系统。 ( 1 ) 二十世纪4 0 年代到5 0 年代的电气化时代。在二十世纪4 0 年代，工业领域的控制主要采用3 1 5 p s i 的标准气动信号体制；到二十世纪5 0 年代，核冷战激 化，通信、控制、计算机成为战略武器的中枢神经。( 2 ) 6 0 年代的电子化时代。二二十世纪6 0 年代，工业控制领域开始采用4 2 0 m A 标准D C 信号体制。在这个时期，模拟式电子仪表与电动单元组合的自动控制系统出现，出现了总线的概念，包括：并行、串行。这些新的技术首先在计算机、核与
15、高能、导弹与航天领域中得到应用。6 0 年代末，总线在工业自动化中得到发展，出现数字化及计算机的自动控制D D C ，实现多回路控制、C R T 显示。随后，自动化分为通用、分立制造、连续过程三类自动化。2 自动化时代的自动监控系统。( 1 ) 7 0 年代中后期，在过程自动化领域出现了分散控制系统D C S ( D i s t r i b u t e dC o n t r o lS y s t e m ) ，以及集散控制系统T D C S ( T o t a lD i s t r i b u t e dC o n t r o lS y s t e m ) 。各现场设备通过星型网汇总到中继站，
16、再连到中控电脑。星型拓扑电缆很多，制造商销售肩钥大系统。( 2 ) 7 0 年代，与D C S 同时出现的P L C ( P r o g r a m m a b l eL o g i c C o n t r o l l e r ) 技术，出现在制造业自动化领域中。P L C 是带微处理器的智能仪表和执行终端。与启钥大系统商品D C S 相反，P L C 是O E M 销售的现场基层系统，由系统集成商或用户自己设计或开发系统。P L C 与D C S 在速度上各有侧重，但P L C 在网络、图形、编程功能上均有增强。3 信息时代的自动监控系统( 1 ) 8 0 年代后期，由于计算机网络的发展，出现了兼容数字与模拟通信的可寻址远程传感器数据公路H A R T ( H i g h w a yA d d r e s s a b l eR e m o t eT r a n s d u c e r ) 。1 9 9 3 年6 月成立H C F ( H A R TC o m m u n i c a t i o nF o u n d a
