PROFIBUS-DP現場總線技術在野戰光纜生產線主動放線絞籠中的應用

1 引言
　　隨著通信事業的發展，光纖光纜已經進入有線通信的各個領域，包括郵電通信、廣播通信、電力通信和軍事通信等領域。光纜的結構總是隨著光網絡的發展和使用環境的要求而發展，不同的場合、不同的要求造成了光纜多結構的發展趨勢。由于特殊的野外環境，對野戰光纜的要求與室外光纜有著很大的不同。它不僅應具有一定的抗拉強度，還應具有直徑小、柔軟、易彎曲和阻燃的特點。當緊包光纖數量較多或外徑較大時，為使光纜具有較好的彎曲性能，必須使緊包光纖以單螺旋方式絞合。
　　為了適應這種特殊的絞合方式，野戰光纜的生產需采用專用生產線。如何在緊包光纖絞籠、緊包光纖放線單元退扭的同時以恒定的張力放出光纖，是整條生產線的關鍵工藝之一。因為緊包光纖的張力大小會影響光纖的傳輸性能。張力過小，緊包光纖會淌線；張力過大，則有可能將緊包光纖拉壞。故主動放線絞籠恒張力控制的設計是整條生產線設計的重點。為此我們設計將張力傳感器傳送的電壓信號送給變頻器，再通過PROFIBUS-DP現場總線傳送給PI C，利用PI C內部的PID過程控制模塊進行調節，之后將控制信號送給變頻器。這樣做的好處是：1）PLC內部的PID過程控制模塊性能比較優越，能夠更好地控制張力。2）即使出現故障（通信故障、PLC系統故障等），也可以利用DANFOSS變頻器自帶的PID過程控制模塊使生產繼續進行。
2 PROFIBUS—DP現場總線的選擇
　　現場總線的出現和發展給工業控制領域帶來一次革命性的突破。現場總線技術已成為世界自動化技術的熱點，在我國工業自動化系統中受到極大關注并得到大力推廣。PROFIBUS—DP現場總線技術是一種低成本通信技術，用于設備級控制系統與分散式I／O模塊的通信，具有極好的抗電磁干擾性。使用PROFIBU～DP現場總線技術，可取代現場的24 V或0～20 mA的并行信號傳輸技術。由于西門子公司對PROFIBU～DP現場總線技術的大力推廣，PROFIBUS產品已被世界市場普遍接受。
　　丹佛斯公司的VLT系列變頻器配備有專門的PRClFIBUS-DP通信網卡，以便實現變頻器與PLC之間的現場通信。下面以VLT 5000系列變頻器為例，詳細介紹PROFIBUS—DP現場總線控制系統。
3 系統硬件設計
P　　ROFIBusDP現場總線控制系統的硬件設計如圖1所示。整個控制系統由1臺上位機、1臺PRCIFIBUS-DP主站和8臺PROFIBUS—DP從站及其它現場設備組成。我們使用西門子公司的S7系列PLC，它具有高速、多功能、系統化、網絡化、結構簡單、安裝方便、系統組織靈活、可靠性高以及維護方便等特點。PLC的I／O模塊出現故障時，只需要調換有故障的模塊，不需長時間停產進行設備維修，因此特別適合當前薏爭日益激烈的光纜市場 網絡化和強化的通信能力也是該PI C的一個重要持點。

3．1 系統主站
　　PROFIBUS-DP系統的主站是SIMATIC S7—300PLC模塊，采用西門子公司推出的CPU 315—2DP。它不僅集成了MPI通信I：l，還集成了PROFIBUSDP現場總線通信ISl，具有強大的數據處理能力。通過網絡將控制命令和給定速度傳給各變頓器，將各變頻器的啟動停止狀態、運行頻率、模擬量輸入、電流和電壓等信息采集回來進行處理。