【正文】 的后期工藝。加捻性質(zhì)的指標(biāo)有：表示加捻程度的捻度、捻系數(shù)及表示加捻方向的捻向。 基于 S7200 對(duì)紡織設(shè)備的數(shù)據(jù)采集方案 總體方案設(shè)計(jì) 本課題所用的倍捻機(jī)采用的是西門子公司的 S7200 CPU224 的 PLC 進(jìn)行控制的。在 PROFIBUS DP 中多數(shù)據(jù)交換是周期性的，第一類主站循環(huán)地讀取各從站的輸入信息，并向它們發(fā)出有關(guān)的輸出信息。 圖 21 是傳感器的 示意 圖。 I 0 . 0 I 1 . 5I 1 . 4I 1 . 3I 1 . 2I 1 . 1I 1 . 0I 0 . 7I 0 . 6I 0 . 5I 0 . 4I 0 . 3I 0 . 2I 0 . 1ADSCXSAXSBXSCDSBDS圖 22 高速計(jì)數(shù)器的輸入點(diǎn)分配 + — AXS + — ADS + — BXS + — BDS + — CXS + — CDS XS：線速 DS：錠速 A、 B、 C 表示每組的 3 個(gè)機(jī)車 圖 21 每組機(jī)車 6 個(gè)傳感器示意圖 24VDC 24VDC 24VDC 24VDC 24VDC 24VDC 基于 S7200 紡織設(shè)備數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 L + MADSL + MAXSA機(jī)線速ADSAXSA機(jī)錠速6芯線1 23 4倍 捻 機(jī) A 機(jī) 接 線 圖L + ML + MCDSCXSCDSCXSC機(jī)線速C機(jī)錠速6芯線1 23 4倍 捻 機(jī) C 機(jī) 接 線 圖BDSB機(jī)錠速BXSB機(jī)線速 圖 23 三個(gè)倍捻機(jī)接線圖。 網(wǎng)絡(luò)配置的具體方案 倍捻工序中一共有 12 臺(tái) 設(shè)備 ， 3 臺(tái) 設(shè)備 為一組共用一個(gè) S7200PLC，每 臺(tái)設(shè)備配備高速計(jì)數(shù)器和霍爾傳感器， 高速計(jì)數(shù)器 采集 霍爾傳感器 的 脈沖信號(hào) 傳送到 S7200中，然后通過(guò) EM277 模塊傳送到主站中 。 5. 主站和部分從站上的連接器采用 帶編程口的產(chǎn)品 ，以方便檢查網(wǎng)絡(luò)和調(diào)試 。 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì) 這條工序 12 臺(tái) 設(shè)備 共用一個(gè)主站，主站 分出 2 個(gè)網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)傳遞電能消耗等數(shù)據(jù)，另一個(gè)傳遞 4 個(gè) S7200 從站 的數(shù)據(jù) ，一個(gè)從站控制 3 臺(tái) 設(shè)備 。 S7200 外觀圖和結(jié)構(gòu)圖如圖 31和 32 所示 [7]。 S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：極高的可靠性 ； 極豐富的指令集 ； 易于掌握 ； 便捷的操作 ； 豐富的內(nèi)置集成功能 ； 實(shí)時(shí)特性 ； 強(qiáng)勁的通訊能力 ； 豐富的擴(kuò)展模塊 。 S7200PLC 的 使用 S7200 在掃描循環(huán)中完成一系列任務(wù)?；?S7200 紡織設(shè)備數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 程序執(zhí)行后， S7200 將程序邏輯結(jié)果寫到輸出映像寄存器中。 （ 2） 適用于所有 SIMATIC S7200 PLC 機(jī)型軟件編程。這些特征包括：監(jiān)視 S7200 正在執(zhí)行的用戶程序狀態(tài)，為 S7200 指定運(yùn)行程序的掃描次數(shù)，強(qiáng)制變量值等。當(dāng)數(shù)據(jù)從 CPU經(jīng)過(guò)串行端口發(fā)送出去時(shí)，字節(jié)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為串行的位。 在工業(yè)生產(chǎn)中．?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，各類傳感器、變送器與其配合使用，可同時(shí)對(duì)溫度、壓力、液位、流量、重量、濕度等工程參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、顯示、報(bào)警、控制、變送輸出等。同時(shí) WINDOWS環(huán)境下后臺(tái)微機(jī)在數(shù)據(jù)庫(kù)管理上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在此選用的高速計(jì)數(shù)器是高數(shù)計(jì)數(shù)器 0 到高速計(jì)數(shù)器3[8]。每個(gè)高速計(jì)數(shù)器的 3 種中斷的優(yōu)先級(jí)由高到低，不同高速計(jì)數(shù)器之間的優(yōu)先級(jí)又按編號(hào)順序由高到低。高速計(jì)數(shù)器的工作模式與中斷事件有密切關(guān)系。 高速計(jì)數(shù)器輸入點(diǎn)、輸入 /輸出中斷輸入點(diǎn)都包括在一般數(shù)字量輸入點(diǎn)編號(hào)范圍內(nèi)。在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，使用的是 HSC0 到 HSC3，并且都是使其工作在模式 0，這樣從表 22 中可以看到選用的四個(gè)輸入點(diǎn)分別是 、 、 、 [8]。用戶可以根據(jù)要求來(lái)設(shè)置控制字節(jié)中各控制位的狀態(tài)，如復(fù)位與啟動(dòng)輸入信號(hào)的有效狀態(tài)、計(jì)數(shù)速率、計(jì)數(shù)方向、允許更新雙字值和允許執(zhí)行 HSC 指令等，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速計(jì)數(shù)器的控制。如果想 SMB37 寫入 211111000，即 16F8，則對(duì) HSC0 的功能設(shè)置為：復(fù)位與啟動(dòng)輸入信號(hào)都是高電位有效， 4 倍計(jì)數(shù)頻率，計(jì)數(shù)方向?yàn)樵鲇?jì)數(shù)，允許更新雙字值和允許執(zhí)行 HSC 指令。 倍捻工序中倍捻機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度很快， 計(jì)數(shù)很不方便 ， 因此在上面安裝有霍爾傳感器，倍捻機(jī)每轉(zhuǎn)一圈霍爾傳感器傳遞出一個(gè)脈沖信號(hào)，高速計(jì)數(shù)器就用來(lái)計(jì)算脈沖信號(hào)的數(shù)量，即倍捻機(jī)轉(zhuǎn)的圈數(shù) ，再結(jié)合傳送一定信號(hào)所用的時(shí)間來(lái)計(jì)算倍捻機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而計(jì)算出倍捻機(jī)的產(chǎn)量。 （ 2） 開關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器， 斯密特觸發(fā)器 和輸出級(jí) 組成，它輸出數(shù)字量?；魻杺鞲衅饕话阌稍呺娐贰⒕鄞怒h(huán)、霍爾器件、（次級(jí)線圈）和放大電路等組成。 磁平衡式電流傳感器的具體工作過(guò)程為：當(dāng)主回路有一電流通過(guò)時(shí)，在導(dǎo)線上產(chǎn)生的磁場(chǎng)被聚磁環(huán)聚集并感應(yīng)到霍爾器件上，所產(chǎn)生的信號(hào)輸出用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的功率管并使其導(dǎo)通，從而獲得一個(gè)補(bǔ)償電流 Is?；?S7200 紡織設(shè)備數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 一旦磁場(chǎng)失去平衡，霍爾器件就有信號(hào)輸出?；魻杺鞲衅骺梢钥焖賯鬟f出脈沖信號(hào)，因此在倍捻機(jī)上安裝霍爾傳感器以后就可以很方便的利用脈沖信號(hào)來(lái)記錄一些數(shù)據(jù)，從而可以通過(guò)這來(lái)計(jì)算出需要的數(shù)據(jù) 并且可以隨時(shí)了解到機(jī)器的運(yùn)行狀況。 圖 33 S7200 PLC 通過(guò) EM277 連接到總線 作為 DP 從站， EM277 模塊接受從主站來(lái)的多種不同的 I/O 組態(tài)，向主站發(fā)送和接收不同數(shù)量的數(shù)據(jù)。這樣，使用戶能與主站交換任何類型的數(shù)據(jù)。輸入和輸出緩沖器的缺省值地址為 VB0。在為新的從站地址按照順序進(jìn)行了開關(guān)改變以后，若要使改變生效，就必須對(duì) PLC 重新 上電 [11]。然后，該模塊將輸出數(shù)據(jù)傳送給 S7200 PLC。 EM277 PROFIBUS DP 模塊在前面的面板上有四個(gè)狀態(tài) LED，用來(lái)指示 DP 端口的運(yùn)行狀態(tài)： （ 1） S7200 PLC 上電后， DX MODE 燈一直熄滅直到 DP 通訊開始。 （ 4）如果主站寫入 EM277 模塊的 I/O 組態(tài)或參數(shù)信息錯(cuò)誤，則 DP ERROR 的紅燈將閃爍?？梢詫?shí)現(xiàn) S7200 PLC 與 PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)上主站的物理連接。然后，該模塊將輸出數(shù)據(jù)傳送給 S7200PLC?？梢詫?shí)現(xiàn)其與網(wǎng)絡(luò)上的主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換， S7200PLC 控制器對(duì)設(shè)備上的信息進(jìn)行采集，并將其放到 V 存儲(chǔ)器內(nèi)，當(dāng)要把采集來(lái)的數(shù)據(jù)上傳給主站時(shí)，數(shù)據(jù)就會(huì)從S7200 PLC 的 V 存儲(chǔ)器復(fù)制到 EM277 中，以便同時(shí)傳送到主站， 進(jìn)而通過(guò)主站上的通信模塊將采集來(lái)的數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)系統(tǒng)。 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)其 DP 通信端口，連接到 EM277 PROFIBUSDP 模塊這個(gè)端口可運(yùn)行于 9600bit/s和 12Mbit/s 波特之間的任何 PROFIBUS 波特率，為了保證數(shù)據(jù)傳輸在準(zhǔn)確性一般設(shè)定其傳輸速率為 。 EM277 能讀寫 S7200CPU 中定義的變量存儲(chǔ)器，就可將輸入、計(jì)數(shù)值、定時(shí)器值或其它計(jì)算值傳送到主站 [15]。主站將參數(shù)賦值信息和 I/O 組態(tài)寫入到從站。這種數(shù)據(jù)交換方式無(wú)限期地繼續(xù)下去。網(wǎng)絡(luò)上的其它主站可以讀取該從站的輸入和輸出，但是它們不能向該從站寫入任何信息。輸出和輸入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)駐留在 S7200 PLC 的變量 存儲(chǔ)器（ V 存儲(chǔ)器）內(nèi)。 EM277 從I/O 組態(tài)確定輸入和輸出緩沖區(qū)的大小。 CPU224 中的輸出緩沖區(qū)和輸入緩沖區(qū)長(zhǎng)度（由I/O 組態(tài)確定）分別是 16 個(gè)字和 4 個(gè)字。 圖 42 S7200 的數(shù)據(jù)交換區(qū)的偏移量設(shè)置 S7300 PLC 與 S7200 PLC 的數(shù)據(jù)交換是通過(guò) S7200 PLC 的 V 存儲(chǔ)區(qū)作為中介來(lái)進(jìn)行的 [15]，即 S7300 PLC 的輸入輸出區(qū)對(duì)應(yīng) S7200 PLC 的存儲(chǔ)區(qū)，在如圖 43 所示的組態(tài)信息設(shè)置，二者交換數(shù)據(jù)的區(qū)域?yàn)椋涸?S7300 PLC 中， PIB272PIB303 區(qū)域的數(shù)據(jù)來(lái)自 S7200 PLC 的 VB2408VB2439， PQB272PQB279 區(qū)域的數(shù)據(jù)輸出到S7200 PLC 的 VB2400VB2407。 高速計(jì)數(shù)器初始化程序用來(lái)初始化高速計(jì)數(shù)器， 選擇高速計(jì)數(shù)器 HSC3， 并選擇工作模式 0。 設(shè)定計(jì)算 50 個(gè)脈沖 ，當(dāng)脈沖數(shù)到達(dá) 51 時(shí)記錄時(shí)間，即產(chǎn)生 50 個(gè)脈沖的時(shí)間，把此時(shí)的速度轉(zhuǎn)換為每分鐘的轉(zhuǎn)速就是倍捻機(jī)的線速。當(dāng)產(chǎn)量達(dá)到上限值后，就需要運(yùn)行下面的程序把數(shù)據(jù)清零 ，然后繼續(xù)執(zhí)行產(chǎn)量計(jì)算程序 。 倍捻 機(jī)設(shè)備都 使用 S7200 CPU224 的 PLC 控制器通過(guò) EM277 模塊將其連接到 DP總線網(wǎng)絡(luò)上 ， 并通過(guò)主站上的通信模塊將其連接到工業(yè)以太網(wǎng)上。 紡織行業(yè) 信息采集系統(tǒng) 未來(lái)的展望 為應(yīng)對(duì)全球范圍的金融危機(jī)對(duì)中國(guó)紡織行業(yè)的影響，紡織行業(yè)迫切需要加快技術(shù)進(jìn)步，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，而信息化建設(shè)是產(chǎn)業(yè)進(jìn)步和升級(jí)過(guò)程中不可缺少的重要內(nèi)容 。紡織行業(yè)作為傳統(tǒng)制造業(yè)，其信息化就是將信息 技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造和企業(yè)管理信息化，生產(chǎn)過(guò)程控制的自動(dòng)化，制造裝備的數(shù)字化，咨詢服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化。 積極融入國(guó)際紡織產(chǎn)業(yè)格局調(diào)整進(jìn)程，在充分研究、了解相關(guān)環(huán)境、政策的基礎(chǔ)基于 S7200 紡織設(shè)備數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 上，積極穩(wěn)妥地“走出去”，通過(guò)新設(shè)、并購(gòu)、參股等多種形式在海外建立研發(fā)中心、營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)以及生產(chǎn)加工基地、紡織原料基地等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要素在全球范圍內(nèi)的優(yōu)化配置 [20]。 采用 PROFIBUS 總線技術(shù)對(duì)紡織生產(chǎn)信息，完成海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和上傳，促進(jìn)紡織企業(yè)的發(fā)展已成為當(dāng)今世界的潮流。 在紡織生產(chǎn)領(lǐng)域，用現(xiàn)代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)紡織行業(yè)是紡織工業(yè)發(fā)展的唯一出路。并且運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制中心的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊，從而實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)輔助管理和工藝參數(shù)優(yōu)化，使整個(gè)公司的信息化管理形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，確保公司資源管理系統(tǒng)的成功實(shí)施 。 需要說(shuō)明的是在論文中只是附了部分程序用來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并且應(yīng)用硬件基本相同，程序編寫中只需根據(jù)需要改變相應(yīng)的地址和存儲(chǔ)單元等就可以完成整個(gè)系統(tǒng) [18]。 基于 S7200 紡織設(shè)備數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 （ 3）產(chǎn)量計(jì)算 基于 S7200 紡織設(shè)備數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 定時(shí)中斷設(shè)定為 250ms，進(jìn)入中斷后兩次累加即 500ms 的中斷操作， 500ms 時(shí) 記錄一次產(chǎn)量。 線速計(jì)算 VW300 VW3010 分別表示 B 車的錠子速度和線速， 可以顯示倍捻機(jī)的運(yùn)行狀況。 偏移量 : 2400字節(jié) 輸入緩沖區(qū)： 4個(gè)字 輸出緩沖區(qū)： 16個(gè)字 VB變量存儲(chǔ)字節(jié) I/O輸入?yún)^(qū)： 16個(gè)字 I/O輸出區(qū)： 4個(gè)字 PI外部輸入 PQ外部出 DP模塊 EM 277 PIB303 PQB272 VB2407 VB24088 VB2439 PQB279 PIB272 基于 S7200 紡織設(shè)備數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 圖 43 EM277 在 S7300 中數(shù)據(jù)交換區(qū)的設(shè)置 數(shù)據(jù)采集及處理 (1)程序中各輸出地址對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)如表 41 所示。 基于 S7200 紡織設(shè)備數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 CPU224 CPU3172 DP V存儲(chǔ)區(qū) I/O地址區(qū) VB0 VB2399 VB2400 圖 41 V存儲(chǔ)器和 I/O地址區(qū) 具體組態(tài)如下： 首先從 STEP7 中 HW Con fig 左邊的窗口找到 EM277 的 GSD 文件，將此文件拖放到總線網(wǎng)絡(luò)上，右擊 EM277 的位圖，選擇屬性，設(shè)置與 S7300 P