■王力朝 賈旭飛

〔邯鄲金獅棉機(jī)有限公司，河北邯鄲 056046〕

一、系統(tǒng)簡介

邯鄲金獅棉機(jī)有限公司為中國供銷集團(tuán)控股企業(yè)，主要生產(chǎn)軋花、剝絨、籽棉清理、皮棉清理、高密度打包、棉種處理設(shè)備、籽棉貨場設(shè)備七大系列60多個(gè)品種規(guī)格的棉機(jī)產(chǎn)品及機(jī)采棉清理加工成套設(shè)備,主導(dǎo)產(chǎn)品達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。因此作為生產(chǎn)廠家，選擇一個(gè)高精度、高穩(wěn)定性的控制系統(tǒng)則顯得至關(guān)重要。經(jīng)過近些年的努力，金獅棉機(jī)機(jī)采棉清理加工生產(chǎn)線管控系統(tǒng)已多次更新?lián)Q代，現(xiàn)今選定以S7-300為主站，研華工控機(jī)為上位機(jī)，MGCS人機(jī)界面為熱備上位機(jī)，通過PROFIBUS總線將現(xiàn)場分布式I/O設(shè)備和主站進(jìn)行通訊，以及控制柜和操作臺組成的控制系統(tǒng)。經(jīng)長期使用，此控制系統(tǒng)簡單、穩(wěn)定、可靠，正在繼續(xù)為客戶創(chuàng)造更多的效益。

二、系統(tǒng)的簡要工藝

金獅棉機(jī)機(jī)采棉清理加工成套設(shè)備工藝主要由散裝籽棉喂料系統(tǒng)、棉花異性纖維清理系統(tǒng)、一級烘干及清理系統(tǒng)、二級烘干及清理系統(tǒng)、軋花機(jī)組、集棉皮棉加濕及打包系統(tǒng)系統(tǒng)、自動(dòng)稱重及輸包系統(tǒng)組成。

機(jī)械采摘的棉花經(jīng)散裝籽棉喂料系統(tǒng)均勻連續(xù)的打散后，由風(fēng)力輸送管道吸至外吸棉卸料器后落入異性纖維清理機(jī)，該設(shè)備能有效地清理出籽棉中混有的棉葉、塵土以及毛發(fā)、編織袋絲、塑料地膜碎片等異性纖維，減少籽棉中雜質(zhì)含量。籽棉經(jīng)異性纖維清理機(jī)處理后，可根據(jù)籽棉的回潮率確定是否需要經(jīng)烘干塔進(jìn)行烘干處理，如不需要，由風(fēng)力輸送管道吸至內(nèi)吸棉卸料器直接經(jīng)一級清理、二級清理設(shè)備再次清理雜質(zhì)后，落至配棉絞龍輸送到軋花機(jī)儲棉箱，通過軋花機(jī)鋸片的鉤拉作用將籽棉中纖維拉下產(chǎn)生皮棉，再經(jīng)皮清機(jī)對皮棉清理雜質(zhì)后，由風(fēng)力輸送管道吸至打包機(jī)經(jīng)過壓縮打包成標(biāo)準(zhǔn)重量的棉包。

三、系統(tǒng)構(gòu)成及RTU-PD001在系統(tǒng)中的應(yīng)用

整個(gè)控制系統(tǒng)主要以西門子300 CPU315-2DP為主站，以工控機(jī)和人機(jī)界面為上位機(jī)，臺達(dá)RTUPD01作為分布式I/O設(shè)備，通過PROFIBUS現(xiàn)場總線和主站通訊。

圖1 控制系統(tǒng)簡圖

在系統(tǒng)中，為達(dá)到節(jié)能目的，大功率風(fēng)機(jī)均由變頻器拖動(dòng)，管路需要的風(fēng)量可由上位機(jī)調(diào)節(jié)變頻器頻率輸出控制，同時(shí)為了整個(gè)系統(tǒng)的信息化、自動(dòng)化，也采用了多種多種傳感器進(jìn)行檢測，如接近開關(guān)、漫反射光電開關(guān)、火星傳感器、PT100等?？刂葡到y(tǒng)中西門子產(chǎn)品不做過多介紹，如果想要了解更多，可參閱相關(guān)專業(yè)文章或書籍資料?，F(xiàn)在重點(diǎn)介紹臺達(dá)RTU-PD01模塊內(nèi)容，RTU-PD01定義為PROFIBUS DP從站通訊模塊，用于將臺達(dá)Slim系列特殊輸入/輸出模塊、數(shù)字量輸入/輸出模塊及標(biāo)準(zhǔn)Modbus設(shè)備連接至PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)。

四、產(chǎn)品特色

（一）支持PROFIBUS DP周期性數(shù)據(jù)傳輸

自動(dòng)偵測通訊速率最高支持12 Mbps。

（二）自診斷功能

RTU-PD01右側(cè)最多可接8臺Slim系列特殊輸入／輸出模塊，及16臺數(shù)字量輸入／輸出模塊（數(shù)字輸入和輸出點(diǎn)總和最多可達(dá)256點(diǎn)）。

RTU-PD01的RS-485通訊口最多可以接16臺標(biāo)準(zhǔn)的Modbus從站。

IO數(shù)據(jù)最大支持100個(gè)字節(jié)輸出，100個(gè)字節(jié)輸入。

RTU-PD01供電電源為直流24 V,PROFIBUS DP通訊接口為西門子標(biāo)準(zhǔn)的DB9接頭，使用時(shí)西門子PROFIBUS DP總線連接器可以直接插入，

圖2

（三）傳輸電纜為西門子PROFIBUS總線電纜

RTU-PD01地址設(shè)定開關(guān)用于設(shè)置RTU-PD01模塊在PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)地址。地址設(shè)定開關(guān)由兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)的旋鈕組成，每個(gè)旋鈕的可旋轉(zhuǎn)范圍為0～F。

圖3

但要注意RTU-PD01須在斷電情況下設(shè)置節(jié)點(diǎn)地址，完成節(jié)點(diǎn)地址設(shè)置后，RTU-PD01模塊重新上電，RTU-PD01運(yùn)行時(shí)，變更地址設(shè)定開關(guān)的設(shè)定值無效。

硬件配置完成后，還需要在STEP 7編程軟件中安裝臺達(dá)RTU-PD01 GSD文件，GSD文件導(dǎo)入后，STEP 7的硬件配置內(nèi)會顯示出RTU-PD01及其配置選項(xiàng)。臺達(dá)GSD文件包含了在標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS DP主站上配置一個(gè)從站所必須的數(shù)據(jù)信息，包含有供應(yīng)商的資料、支持的傳輸速率、以及可使用的I/O信息。

RTU-PD01右側(cè)可以接臺達(dá)Slim系列特殊輸入／輸出模塊、數(shù)字量輸入／輸出模塊，其RS-485通訊口可以接標(biāo)準(zhǔn)Modbus設(shè)備，這樣Modbus設(shè)備可以方便地接入PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)。RTU-PD01有許多選項(xiàng)可供用戶選擇，大大提高了RTU-PD01使用的靈活性。

本控制系統(tǒng)中，其中的一個(gè)分布式I/O從站如圖4所示,2個(gè)32位數(shù)字量輸入模塊，1個(gè)8輸入8輸出混合模塊，3個(gè)32位數(shù)字量輸出模塊，RS-485通訊口接有3個(gè)Modbus從站。

圖4

該分布式I/O從站，在STEP 7的硬件配置中生成的地址如下：

圖5

其它分布式I/O從站與其相似，只是模塊數(shù)量、種類不同，不再列舉。

五、應(yīng)用體會

通過對RTU-PD01從站通訊模塊的使用，使筆者對臺達(dá)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品有了深刻的認(rèn)識和體會，數(shù)字量模塊、模擬量模塊都達(dá)到了控制要求，驗(yàn)證了其在工業(yè)現(xiàn)場的可靠性，靈活性以及方便易用性。尤其是RS-485通訊口可以連接標(biāo)準(zhǔn)的Modbus從站設(shè)備進(jìn)行通訊，現(xiàn)在好多變頻器和檢測儀表都是用modbus協(xié)議通信的，控制總線卻是profibus協(xié)議，這樣的情況下兩者就不能正常通訊了。而RTU-PD01就很好地解決了這個(gè)問題，不用再增加其他的硬件成本，實(shí)現(xiàn)了降本增效。