4 基于現場總線技術的紡織生產控制系統

　　紡織工業的信息化建設是未來幾年紡織工廠的追求和建設重點，而數字化的紡織生產體系正是其不可或缺的基礎。它將全面提升紡織工廠的管理水平，對工廠的技術、質量、經濟和服務推動的進步都將產生直接的明顯的推進作用。

　　數字化的紡織機械采用現代先進的控制技術：以CPU為核心的控制器，以電力電子技術為基礎的新型驅動技術，以現場總線技術為代表的網絡及高速數據通訊技術。實現數據的實時準確采集和高速傳輸，實現分布式、現場化和抗干擾性能的提高，實現生產過程的自動化、智能化，完成紡織機械與現代先進控制技術的結合，為紡織企業的信息化從設備層打下堅實的基礎。

　　按照網絡的連接結構，一般將企業網絡系統分為4層：控制層、監控層、管理層、信息層，基于現場總線技術的紡織生產信息化系統如圖1。

　　現場總線控制層是各種生產信息的來源。各種棉紡、織造、印染機械的控制器只要具有現場總線通訊接口，通過適當的編程，就可以將機械的運行數據實時傳送到監控系統。現場總線監控層完成車間級設備檢測和控制。應用組態軟件編程和現場總線網 絡，整合車間內各個單臺機械設備控制系統，以清晰友好的人機界面實現全車間設備的生產狀態、產量、效率的監視，同時還可以對設備的工藝參數進行統一設置， 故障報警、參數記錄、顯示歷史趨勢和實時曲線，生成和打印各種生產報表。管理層是工廠級的信息管理系統。控制系統均可以按照用戶的需求，通過多種總線、工 業網絡建立數據庫，對數據進行處理并分類送到各個管理部門，實現數據的查詢、統計、分析和數據報表。現場總線信息層將控制過程、信息管理、通信網絡融為一體，實現數據共享，有關人員登陸到Web 服務器，就可根據各自的權限監控到生產現場的設備的運行情況。

　　5 應用案例

　　由于現場總線技術在可靠性、開放性、經濟性、全數字化傳送方面具有無比的優越性，適應了現代紡織工業的高質量、低成本、小批量、多品種、快速響應、高效低耗、清潔生產的需要，目前，現場總線技術已經開始在紡紗、化纖、機織、針織、染整及服裝等紡織機械設備中得到大量的應用，以簡化生產系統組成結構，形成柔性化生產體系;保障產品質量，降低生產成本;促進了紡織工業的計算機集成化生產。

　　在國外推出的采用現場總線技術的化纖、織造及染整等設備中，將不同廠家標準的模塊化的現場設備分散在機器的各個部位，利用控制網絡集成技術將其組配成專用系統，系統硬件設計變得簡單 明了，降低了布線成本。例如，瑞士Sulze Textile 推出的G6300 劍桿織機，機器中的引緯、送經、卷取、織邊均采用伺服電動機，主控制器為32 位的多處理器結構，織機中各現場設備用CAN 現場總線連接組成控制網絡，織物規格的機織條件設定、控制數據轉換均可遠程控制或現場設定。德國THEN 推出的AIRFLOW AFT 匹染機，采用LonWorks現場總線控制網絡結構的THEN-DYNET（TDN）控制系統，機器中的氣流控制閥、進水出水閥、換熱器控制閥等執行器，染液溫度及布料速度等傳感器均為具備功能自治的現場設備，并且作為整機控制網絡中的一個節點與上位PLC控制器連接。

　　我國自1993年起開始對現場總線進行研究，并于1996年正式將現場總線技術的研究和產品開發列為“九五”國家重點科技攻關項目，至1998年己有一些不完全的現場總線OEM新產品推出。國內紡織機械廠不失時機地積極引進先進的現場總線技術，結合各類紡織機械的功能特點，在現場總線產品的系統集成上進行了重點研究。如上海二紡機股份有限公司開發的四電機驅動的粗紗機采用了CAN總線。大容量滌綸紡絲、后處理生產線全部采用Profibus總線。上海太平洋機電集團在開發的年產3萬噸滌綸短纖維成套設備中，研制了基于現場總線的控制系統，達到了國際同類產品的先進水平。

　　6 結束語

　　現場總線技術是當今自動化領域技術發展的熱點之一，它的出現使傳統的控制系統結構產生了革命性的變化，使自控系統朝著智能化、數字化、信息化、網絡化、分散化的方向邁進，形成新型的網絡集成式全分布式控制系統—現場總線控制系統。現場總線控制系統作為工業自動化的發展方向，為我國紡織工業的自動化領域提供了良好的機遇。隨著現場工業總線產品使用的普及，研發成本消化，生產成本降低，現場工業總線產品將大幅度應用于紡織工業自動化系統，現場工業總線系統技術將在紡織自動化中得到普遍使用和長足的發展。