【正文】 的后期工藝。加捻性質(zhì)的指標有：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 對紡織設(shè)備的數(shù)據(jù)采集方案 總體方案設(shè)計 本課題所用的倍捻機采用的是西門子公司的 S7200 CPU224 的 PLC 進行控制的。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 高速計數(shù)器的輸入點分配 + — AXS + — ADS + — BXS + — BDS + — CXS + — CDS XS：線速 DS：錠速 A、 B、 C 表示每組的 3 個機車 圖 21 每組機車 6 個傳感器示意圖 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 6 L + MADSL + MAXSA機線速ADSAXSA機錠速6芯線1 23 4倍 捻 機 A 機 接 線 圖L + ML + MCDSCXSCDSCXSC機線速C機錠速6芯線1 23 4倍 捻 機 C 機 接 線 圖BDSB機錠速BXSB機線速 圖 23 三個倍捻機接線圖。 網(wǎng)絡(luò)配置的具體方案 倍捻工序中一共有 12 臺 設(shè)備 ， 3 臺 設(shè)備 為一組共用一個 S7200PLC，每 臺設(shè)備配備高速計數(shù)器和霍爾傳感器， 高速計數(shù)器 采集 霍爾傳感器 的 脈沖信號 傳送到 S7200中，然后通過 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 這條工序 12 臺 設(shè)備 共用一個主站，主站 分出 2 個網(wǎng)絡(luò)，一個傳遞電能消耗等數(shù)據(jù)，另一個傳遞 4 個 S7200 從站 的數(shù)據(jù) ，一個從站控制 3 臺 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 ； 實時特性 ； 強勁的通訊能力 ； 豐富的擴展模塊 。 S7200PLC 的 使用 S7200 在掃描循環(huán)中完成一系列任務(wù)。基于 S7200 紡織設(shè)備數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)設(shè)計 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 指定運行程序的掃描次數(shù)，強制變量值等。當(dāng)數(shù)據(jù)從 CPU經(jīng)過串行端口發(fā)送出去時，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，可同時對溫度、壓力、液位、流量、重量、濕度等工程參數(shù)進行測量、顯示、報警、控制、變送輸出等。同時 WINDOWS環(huán)境下后臺微機在數(shù)據(jù)庫管理上具有明顯的優(yōu)勢。在此選用的高速計數(shù)器是高數(shù)計數(shù)器 0 到高速計數(shù)器3[8]。每個高速計數(shù)器的 3 種中斷的優(yōu)先級由高到低，不同高速計數(shù)器之間的優(yōu)先級又按編號順序由高到低。高速計數(shù)器的工作模式與中斷事件有密切關(guān)系。 高速計數(shù)器輸入點、輸入 /輸出中斷輸入點都包括在一般數(shù)字量輸入點編號范圍內(nèi)。在我的畢業(yè)設(shè)計中，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輸入點分別是 、 、 、 [8]。用戶可以根據(jù)要求來設(shè)置控制字節(jié)中各控制位的狀態(tài)，如復(fù)位與啟動輸入信號的有效狀態(tài)、計數(shù)速率、計數(shù)方向、允許更新雙字值和允許執(zhí)行 HSC 指令等，實現(xiàn)對高速計數(shù)器的控制。如果想 SMB37 寫入 211111000，即 16F8，則對 HSC0 的功能設(shè)置為：復(fù)位與啟動輸入信號都是高電位有效， 4 倍計數(shù)頻率，計數(shù)方向為增計數(shù)，允許更新雙字值和允許執(zhí)行 HSC 指令。 倍捻工序中倍捻機運轉(zhuǎn)速度很快， 計數(shù)很不方便 ， 因此在上面安裝有霍爾傳感器，倍捻機每轉(zhuǎn)一圈霍爾傳感器傳遞出一個脈沖信號，高速計數(shù)器就用來計算脈沖信號的數(shù)量，即倍捻機轉(zhuǎn)的圈數(shù) ，再結(jié)合傳送一定信號所用的時間來計算倍捻機的轉(zhuǎn)速，從而計算出倍捻機的產(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 組成，它輸出數(shù)字量?；魻杺鞲衅饕话阌稍呺娐?、聚磁環(huán)、霍爾器件、（次級線圈）和放大電路等組成。 磁平衡式電流傳感器的具體工作過程為：當(dāng)主回路有一電流通過時，在導(dǎo)線上產(chǎn)生的磁場被聚磁環(huán)聚集并感應(yīng)到霍爾器件上，所產(chǎn)生的信號輸出用于驅(qū)動相應(yīng)的功率管并使其導(dǎo)通，從而獲得一個補償電流 Is?；?S7200 紡織設(shè)備數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)設(shè)計 14 一旦磁場失去平衡，霍爾器件就有信號輸出?；魻杺鞲衅骺梢钥焖賯鬟f出脈沖信號，因此在倍捻機上安裝霍爾傳感器以后就可以很方便的利用脈沖信號來記錄一些數(shù)據(jù)，從而可以通過這來計算出需要的數(shù)據(jù) 并且可以隨時了解到機器的運行狀況。 圖 33 S7200 PLC 通過 EM277 連接到總線 作為 DP 從站， EM277 模塊接受從主站來的多種不同的 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行了開關(guān)改變以后，若要使改變生效，就必須對 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狀態(tài) LED，用來指示 DP 端口的運行狀態(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)信息錯誤，則 DP ERROR 的紅燈將閃爍?？梢詫崿F(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?？梢詫崿F(xiàn)其與網(wǎng)絡(luò)上的主站進行數(shù)據(jù)交換， S7200PLC 控制器對設(shè)備上的信息進行采集，并將其放到 V 存儲器內(nèi)，當(dāng)要把采集來的數(shù)據(jù)上傳給主站時，數(shù)據(jù)就會從S7200 PLC 的 V 存儲器復(fù)制到 EM277 中，以便同時傳送到主站， 進而通過主站上的通信模塊將采集來的數(shù)據(jù)傳送給上位機系統(tǒng)。 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過其 DP 通信端口，連接到 EM277 PROFIBUSDP 模塊這個端口可運行于 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 中定義的變量存儲器，就可將輸入、計數(shù)值、定時器值或其它計算值傳送到主站 [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 存儲器（ V 存儲器）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)長度（由I/O 組態(tài)確定）分別是 16 個字和 4 個字。 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 S7200 PLC 的 V 存儲區(qū)作為中介來進行的 [15]，即 S7300 PLC 的輸入輸出區(qū)對應(yīng) S7200 PLC 的存儲區(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)域為：在 S7300 PLC 中， PIB272PIB303 區(qū)域的數(shù)據(jù)來自 S7200 PLC 的 VB2408VB2439， PQB272PQB279 區(qū)域的數(shù)據(jù)輸出到S7200 PLC 的 VB2400VB2407。 高速計數(shù)器初始化程序用來初始化高速計數(shù)器， 選擇高速計數(shù)器 HSC3， 并選擇工作模式 0。 設(shè)定計算 50 個脈沖 ，當(dāng)脈沖數(shù)到達 51 時記錄時間，即產(chǎn)生 50 個脈沖的時間，把此時的速度轉(zhuǎn)換為每分鐘的轉(zhuǎn)速就是倍捻機的線速。當(dāng)產(chǎn)量達到上限值后，就需要運行下面的程序把數(shù)據(jù)清零 ，然后繼續(xù)執(zhí)行產(chǎn)量計算程序 。 倍捻 機設(shè)備都 使用 S7200 CPU224 的 PLC 控制器通過 EM277 模塊將其連接到 DP總線網(wǎng)絡(luò)上 ， 并通過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) 未來的展望 為應(yīng)對全球范圍的金融危機對中國紡織行業(yè)的影響，紡織行業(yè)迫切需要加快技術(shù)進步，推進產(chǎn)業(yè)升級，而信息化建設(shè)是產(chǎn)業(yè)進步和升級過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，最終實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計制造和企業(yè)管理信息化，生產(chǎn)過程控制的自動化，制造裝備的數(shù)字化，咨詢服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化。 積極融入國際紡織產(chǎn)業(yè)格局調(diào)整進程，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 26 上，積極穩(wěn)妥地“走出去”，通過新設(shè)、并購、參股等多種形式在海外建立研發(fā)中心、營銷網(wǎng)絡(luò)以及生產(chǎn)加工基地、紡織原料基地等，實現(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)對紡織生產(chǎn)信息，完成海量數(shù)據(jù)的實時采集和上傳，促進紡織企業(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。并且運用現(xiàn)場總線技術(shù)進行遠程控制，實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與控制中心的遠程數(shù)據(jù)通訊，從而實現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場輔助管理和工藝參數(shù)優(yōu)化，使整個公司的信息化管理形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，確保公司資源管理系統(tǒng)的成功實施 。 需要說明的是在論文中只是附了部分程序用來說明系統(tǒng)的運行情況，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)的地址和存儲單元等就可以完成整個系統(tǒng) [18]。 基于 S7200 紡織設(shè)備數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)設(shè)計 22 （ 3）產(chǎn)量計算 基于 S7200 紡織設(shè)備數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)設(shè)計 23 定時中斷設(shè)定為 250ms，進入中斷后兩次累加即 500ms 的中斷操作， 500ms 時 記錄一次產(chǎn)量。 線速計算 VW300 VW3010 分別表示 B 車的錠子速度和線速， 可以顯示倍捻機的運行狀況。 偏移量 : 2400字節(jié) 輸入緩沖區(qū)： 4個字 輸出緩沖區(qū)： 16個字 VB變量存儲字節(jié) I/O輸入?yún)^(qū)： 16個字 I/O輸出區(qū)： 4個字 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 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 18 CPU224 CPU3172 DP V存儲區(qū) I/O地址區(qū) VB0 VB2399 VB2400 圖 41 V存儲器和 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