專利名稱：一種滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)布置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)布置方法，屬于滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線是滌綸化纖生產(chǎn)的最后一道工序，目的是將前道生產(chǎn)出來的滌綸化纖進行上油、蒸氣加熱及三道牽伸，使滌綸化纖具備一定的韌性和強度，并最后切斷打包。電氣控制系統(tǒng)是整個生產(chǎn)線的控制中心，對整個生產(chǎn)線各機臺設(shè)備進行運行控制及監(jiān)視，并對生產(chǎn)狀況、生產(chǎn)數(shù)據(jù)及報警情況進行歸檔。電氣控制系統(tǒng)包括由工業(yè)計算機及組態(tài)軟件構(gòu)成的上位監(jiān)控部分，可編程序控制器構(gòu)成的控制部分以及由整流單元、驅(qū)動裝置、電機等構(gòu)成的傳動部分。
傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示，上位工業(yè)計算機1(IPC)通過以太網(wǎng)2與中央控制柜3(MC1)中的可編程控制器建立通訊，有些進口生產(chǎn)線為保證上位機故障時不影響生產(chǎn)線的正常運行，配置有兩臺上位機，一備一用。
9個主傳動電機7(M1-M9)功率在18.5KW-500KW之間，采用整流—逆變方式，整流單元9(R1)以及9個逆變器6(V1-V9)通過PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線5連接組成一個PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，在進口的生產(chǎn)線上，9個逆變器6(V1-V9)上各配置一個同步卡10(SM1-SM9)來保證9個主傳動電機7(M1-M9)的高精度同步要求，而一般的國產(chǎn)生產(chǎn)線為降低成本則省略了同步卡。由于生產(chǎn)線長度達100米以上，而且控制柜機房與各機器的距離最遠可達500-600米，因此PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)場有6個分布式I/0站8(SC1-SC6)，構(gòu)成另一個PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，用于采集各傳感器得到的檢測信號，以及現(xiàn)場操作按組信號。
生產(chǎn)線除9個主傳動電機7(MI-M9)外，另有23個普通電機4(M10-M32)作為輔助設(shè)備，這些電機的功率全部小于5.5KW，由于分布式I/0站8(SC1-SC6)的尺寸受場地限制，不能做得太大，而一般每個電機的低壓控制回路在控制箱內(nèi)占的體積不小，無法將23個電機4(M10-M32)的控制回路放入I/0站8(SC1-SC6)站中，因此23個電機4(M10-M32)的控制回路全部放在中央控制柜3(MC1)中，所有電機電纜從控制柜機房布到現(xiàn)場各電機上。
由于化纖生產(chǎn)的特殊性，一旦前道生產(chǎn)線投入生產(chǎn)，一般是不能停止運行的，如果停車，從清理廢料到重新投入運行，費用可達幾百萬甚至上千萬，因此，為了保證前道設(shè)備能不停機運行，基本上在同一個車間內(nèi)，有兩條后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線同時存在，互相獨立運行。
傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的布置方法存在如下缺點1)輔助電機4(M10-M32)控制回路放在中央控制柜3(MC1)中，距現(xiàn)場電機7(M1-M9)非常遠，有的甚至達到500-600米，現(xiàn)場布線工作量非常大，設(shè)備的維修調(diào)試很不方便；2)使用同步卡10(SM1-SM9)做9個主傳動電機7(M1-M9)的高精度同步，成本太高，如果不用同步卡，則達不到同步精度，容易造成生產(chǎn)過程中斷絲或纖伸達不到要求；3)一個車間中的兩條后處理生產(chǎn)線各自有獨立的上位監(jiān)控計算機，一旦出現(xiàn)故障將使整個生產(chǎn)線停止運行，而加兩臺上位機則成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種保證質(zhì)量、降低成本的滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)布置方法。
為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)布置方法，上位工業(yè)計算機IPC通過以太網(wǎng)與中央控制柜MC1連接，9個主傳動電機M1-M9采用整流—逆變方式，與整流單元R1以及9個逆變器V1-V9一一對應(yīng)連接，并通過PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線連接組成一個PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，在現(xiàn)場設(shè)有6個分布式I/0站SC1-SC6，構(gòu)成另一個PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，首先.滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線每條電氣控制系統(tǒng)上設(shè)有1臺上位工業(yè)計算機IPC，現(xiàn)場兩條滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線每條電氣控制系統(tǒng)的上位工業(yè)計算機IPC之間通過以太網(wǎng)交換機連接；
其次.在6個I/0站(SC1-SC6)上分別設(shè)有23個分布式電機起動模塊；23個輔助電機(M10-M32)分別與置于現(xiàn)場的各個電機起動模塊連接，并通過現(xiàn)場總線PROFIBUS-DP與中央控制柜(MC1)連接；最后.在6個I/0站SC1-SC6的PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線上，連接一個操作員界面OP。
本發(fā)明將原來上位工業(yè)計算機與中央控制柜(MC1)的點對點以太網(wǎng)聯(lián)接改成通過以太網(wǎng)交換機連接，使兩臺上位工業(yè)計算機既可以與本系統(tǒng)的中央控制柜(MC1)通訊，也可以與另一條生產(chǎn)線的中央控制柜(MC2)通訊，因此，兩臺上位工業(yè)計算機IPC可以互相備用，當(dāng)一條生產(chǎn)線上的上位工業(yè)計算機IPC發(fā)生故障時，另一臺上位工業(yè)計算機IPC可以接受這條生產(chǎn)線的監(jiān)控工作，保證這條生產(chǎn)線繼續(xù)運行，直到這一臺上位工業(yè)計算機IPC修復(fù)。
本發(fā)明在6個I/0站(SC1-SC6)上分別使用了分布式電機起動模塊，這種電機起動模塊體積小，可以直接安裝在分布式I/0站上，并通過現(xiàn)場總線PROFIBUS-DP接受中央控制柜(MC1)的控制指令，并將電機運行狀態(tài)返回給中央控制柜(MC1)。同時將原來放在中央控制柜(MC1)中23個輔助電機控制回路移到了現(xiàn)場，距電機非常近，減少了大量的電機電纜，及布線工作量，同時方便了設(shè)備的維修。由于電機起動模塊體積小，因此沒有增加分布式I/0站SC1-SC6控制箱的體積。
本發(fā)明取消了9個主傳動裝置的同步卡，大大降低了控制系統(tǒng)的成本。
另外，本發(fā)明在連接分布式I/0站SC1-SC6的PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)上，連接一個操作員界面OP，將用于生產(chǎn)線監(jiān)控的一些主要操作放在OP上執(zhí)行，平時，或當(dāng)兩臺上位機都發(fā)生故障時，可以只用OP對整個生產(chǎn)線進行操作，保證生產(chǎn)線的連續(xù)正常運行。
本發(fā)明的優(yōu)點是成本低，系統(tǒng)可靠性增加，維修方便，更加先進合理。


圖1為原滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)布置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例如圖2所示，為本發(fā)明滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)布置結(jié)構(gòu)示意圖，其布置方法為，每條滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)上設(shè)有1臺上位工業(yè)計算機1(IPC)，工業(yè)計算機1(IPC)選用研華工控機，并安裝西門子工業(yè)組態(tài)軟件WinCC，用一個5口以太網(wǎng)交換機將兩臺工業(yè)計算機1(IPC)及兩臺中央控制柜3(MC1-MC2)通過以太網(wǎng)2聯(lián)接起來，中央控制柜3(MC1-MC2)選用的是西門子公司S7-400系列，CPU型號為414-2DP，該CPU具備兩個PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的主站接口，一個接口通過PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線5與9個主傳動電機7(M1-M9)與整流單元9(R1)連接組成一個PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，9個主傳動電機7(M1-M9)采用整流—逆變方式，與9個逆變器6(V1-V9)一一對應(yīng)連接，中央控制柜3(MC1)通過通訊方式對整流單元及驅(qū)動裝置進行控制，并讀取這些設(shè)備的工作狀態(tài)，或故障狀態(tài)，中央控制柜3(MC1)另一個PROFIBUS-DP主站接口用于同現(xiàn)場6個分布式I/0站及一個操作員界面13(OP)組成一個PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，6個分布式I/0站8(SC1-SC6)選用西門子ET200S系列分布式I/0模塊，并選用23個ET200S電機起動模塊12，根據(jù)各機臺的情況均勻分布在6個I/0站8(SC1-SC6)中，中央控制柜3(MC1)通過通訊方式對電機起動模塊12進行控制，從而完成對電機運行的控制，并通過通訊方式將各電機的運行狀態(tài)讀回中央控制柜3(MC1)送工業(yè)計算機1(IPC)進行監(jiān)視。在6個I/0站8(SC1-SC6)的PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線5上，連接一個操作員界面13(OP)，中央控制柜3(MC1)通過通訊方式讀取現(xiàn)場各傳感器檢測到的信號，并對23個輔助電機4(M10-M32)進行控制，操作員界面13(OP)也通過PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)5與中央控制柜3(MC1)通訊，對生產(chǎn)線進行基本操作與監(jiān)控。中央控制柜3(MC1)上另配置一個以太網(wǎng)卡CP443-1，與兩臺工業(yè)計算機1(IPC)之間通過太網(wǎng)連接。
權(quán)利要求
1.一種滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)布置方法，上位工業(yè)計算機(1)IPC通過以太網(wǎng)(2)與中央控制柜(3)MC1連接，9個主傳動電機(7)M1-M9采用整流—逆變方式，與9個逆變器(6)V1-V9一一對應(yīng)連接，并通過PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線(5)連接組成一個PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，在現(xiàn)場設(shè)有6個分布式I/O站(8)SC1-SC6，構(gòu)成另一個PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，首先.滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線每條電氣控制系統(tǒng)上設(shè)有1臺上位工業(yè)計算機(1)IPC，現(xiàn)場兩條滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線每條電氣控制系統(tǒng)的上位工業(yè)計算機(1)IPC之間通過以太網(wǎng)交換機(11)連接；其次.在6個I/O站(8)SC1-SC6上分別設(shè)有23個分布式電機起動模塊(12)；23個輔助電機(4)M10-M32分別與置于現(xiàn)場的各個電機起動模塊(12)連接，并通過現(xiàn)場總線(5)PROFIBUS-DP與中央控制柜3(MC1)連接；最后.在6個I/O站(8)SC1-SC6的PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線(5)上，連接一個操作員界面(13)OP。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)布置方法，其特征在于，所述的上位工業(yè)計算機(1)IPC研華工控機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)布置方法，其特征在于，所述以太網(wǎng)(2)為太網(wǎng)卡CP443-1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)布置方法，其特征在于，所述的中央控制柜(3)MC1為西門子公司S7-400系列，CPU型號為414-2DP。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)布置方法，其特征在于，所述的6個分布式I/O站(8)SC1-SC6為西門子ET200S系列分布式I/O模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)布置方法，其特征在于，所述的分布式電機起動模塊(12)為ET200S電機起動模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)布置方法，其特征在于，首先.每條滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)上設(shè)有1臺上位工業(yè)計算機IPC，現(xiàn)場兩條滌綸短纖后處理聯(lián)合機生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)的上位工業(yè)計算機IPC之間通過以太網(wǎng)交換機連接；其次.在6個I/O站(SC1－SC6)上分別設(shè)有23個分布式電機起動模塊；23個輔助電機(M10－M32)分別與置于現(xiàn)場的各個電機起動模塊連接，并通過現(xiàn)場總線PROFIBUS－DP與中央控制柜(MC1)連接；最后.在6個I/O站SC1－SC6的PROFIBUS－DP現(xiàn)場總線上，連接一個操作員界面OP。本發(fā)明的優(yōu)點是成本低，系統(tǒng)可靠性增加，維修方便，更加先進合理。
文檔編號G05B15/02GK1924745SQ20051002931
公開日2007年3月7日 申請日期2005年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者陳元平, 黃岑, 樂嘉榮 申請人:上海大華總線電氣技術(shù)有限公司