基于Profibus-DP总线交流伺服系统、变频系统应用一例（湖南邵阳纺织机械有限责任公司化纤所）宋少杰摘要：本文介绍基于Profibus-DP总线西门子交流伺服系统、交流变频牵引系统在化纤行业短纤维生产线中的应用。关键词：Profibus-DP；伺服系统；S7-300；交流变频牵引系统；OP2701.概述洛阳实华化纤厂新上的三条涤纶纺丝牵伸及后加工处理生产线，设计规模为年产五万/条。主要包括三条每条年产五万吨的联苯锅炉加热系统，熔体输送系统，纺丝计量泵系统，七辊牵引交流变频牵引系统，气流输送盛丝桶铺丝机伺服系统以及后加工处理生产线。熔体直接纺大容量涤纶纺丝生产线的工艺流程：熔体增压泵---熔体输送管---纺丝箱体---计量泵---中心内环吹装置---卷绕机---牵引机---喂入机---盛丝桶铺丝机。本联合机分三条线，每条线含6个纺丝箱，36个纺丝位，每个纺丝位配置一台高精度的计量泵，共计108个纺丝位。直纺熔体经增压泵增压后由熔体输送管将熔体输送至纺丝箱，经计量泵计量后由喷丝板喷出，通过中心内环吹装置，受空气冷却固化后进入卷绕机，各纺丝位丝束经过上油装置后进入牵引机，再由喂入机送入盛丝桶铺丝机上的盛丝桶中。本联合机的控制系统分两部分；一部分为由熔体增压泵---熔体输送管---纺丝箱体---计量泵---中心内环吹装置---卷绕机组成，另一部分由牵引机---喂入机---盛丝桶铺丝机组成。本文介绍由牵引机---喂入机---盛丝桶铺丝机组成的控制系统。2.控制系统原理简介牵引机---喂入机---盛丝桶铺丝机组成的控制系统由一台S7-300PLC控制，由于卷绕出来的丝通过牵引机、气流喂入机输送，源源不断的送入盛丝桶中，为丝的后加工处理生产做好准备。从熔体直接纺大容量涤纶纺丝生产线的工艺流程中，可以看出牵引机---喂入机---盛丝桶铺丝是化纤行业短纤维生产线中的重要设备之一，牵引机、盛丝桶铺丝机运行好坏,直接影响盛丝桶中盛丝的长度及每层铺丝的均匀程度，从而直接制约涤纶短纤前纺、后纺的生产，对涤纶短纤丝的成品质量有很大的影响。随着制涤纶短纤造业迅猛发展和产品质量的不断提高，对丝的产量、质量要求也不断的提升，要求牵引机能保证安全可靠的运行、盛丝桶铺丝机能实现智能化精确控制，为此我们在设计生产牵引机、盛丝桶铺丝机时，采用了基于Profibus-DP总线的西门子交流变频牵引系统、交流伺服系统的人性化控制系统，由一台S7-300PLC控制，控制牵引机、盛丝桶铺丝机的运动。控制系统如图1所示：图1牵引机---喂入机---盛丝桶铺丝机由两个人机界面西门子的OP270、一台S7-300PLC、一台西门子书本型伺服驱动器、一台西门子书本型逆变器、十台西门子MM440变频器通过Profibus-DP总线连接组成牵引机交流变频牵引系统、盛丝桶铺丝机伺服系统。牵引机交流变频牵引系统的控制原理，如图2所示：牵引机上的每一个牵引辊电机，都由各自的一台西门子MM440变频器控制。由卷绕出来的丝通过牵引机上牵引辊送入盛丝桶铺丝机时，由于丝束在每个牵引辊上的包角不同，因此丝束在每个牵引辊上的作用力也就不相同。在丝束的作用下，使牵引辊会产生倒拖现象。即牵引辊电机有的处于发电状态，有的处于电动状态。处于电机发电状态的现象称倒拖现象，处于发电状态的电机产生再生能量，使驱动该电机的交流变频器直流母线电压过高，当交流变频器直流母线电压超过额定值时，交流变频器过压保护装置动作，致使牵引机停车无法正常生产。图2一般解决倒拖现象的方法有能量消耗法、能量回馈法、并联直流母线吸收法等，能量消耗法是在每个交流变频器直流回路中并联电阻，通过电阻以发热的形式将再生能量消耗掉；能量回馈法是在每个交流变频器直流回路中并接一能量回馈装置，当电机处于倒拖运行时，启动能量回馈装置将再生能量回馈到电网侧；并联直流母线吸收法是根据需要将交流变频器直流母线接在一起，当某一电机处于倒拖运行时，其变频器产生能量通过公共直流母线将能量回馈给处于电动状态的变频器，从而保持直流母线电压的稳定，使牵引机能正常生产。并联直流母线吸收法也有很多种形式，本交流变频牵引系统采用的方法如图3所示，图3交流变频牵引系统采用人机界面SIEMENS的操作屏OP270，通过Profibus-DP总线连接S7-300PLC与MM440变频器控制牵引机设备的运行。操作人员通过操作屏OP270实时修改各种参数和动作控制，能在操作屏OP270上监视各电机和变频器运行的状，实现最优控制，满足生产工艺的需要。盛丝桶铺丝机伺服系统的控制原理，如图4所示：盛丝桶铺丝机安装在牵引机的下一层，