PROFIBUS-DP现场总线技术在野战光缆生产线主动放线绞笼中的应用

1 引言
　　随着通信事业的发展，光纤光缆已经进入有线通信的各个领域，包括邮电通信、广播通信、电力通信和军事通信等领域。光缆的结构总是随着光网络的发展和使用环境的要求而发展，不同的场合、不同的要求造成了光缆多结构的发展趋势。由于特殊的野外环境，对野战光缆的要求与室外光缆有着很大的不同。它不仅应具有一定的抗拉强度，还应具有直径小、柔软、易弯曲和阻燃的特点。当紧包光纤数量较多或外径较大时，为使光缆具有较好的弯曲性能，必须使紧包光纤以单螺旋方式绞合。
　　为了适应这种特殊的绞合方式，野战光缆的生产需采用专用生产线。如何在紧包光纤绞笼、紧包光纤放线单元退扭的同时以恒定的张力放出光纤，是整条生产线的关键工艺之一。因为紧包光纤的张力大小会影响光纤的传输性能。张力过小，紧包光纤会淌线；张力过大，则有可能将紧包光纤拉坏。故主动放线绞笼恒张力控制的设计是整条生产线设计的重点。为此我们设计将张力传感器传送的电压信号送给变频器，再通过PROFIBUS-DP现场总线传送给PI C，利用PI C内部的PID过程控制模块进行调节，之后将控制信号送给变频器。这样做的好处是：1）PLC内部的PID过程控制模块性能比较优越，能够更好地控制张力。2）即使出现故障（通信故障、PLC系统故障等），也可以利用DANFOSS变频器自带的PID过程控制模块使生产继续进行。
2 PROFIBUS—DP现场总线的选择
　　现场总线的出现和发展给工业控制领域带来一次革命性的突破。现场总线技术已成为世界自动化技术的热点，在我国工业自动化系统中受到极大关注并得到大力推广。PROFIBUS—DP现场总线技术是一种低成本通信技术，用于设备级控制系统与分散式I／O模块的通信，具有极好的抗电磁干扰性。使用PROFIBU～DP现场总线技术，可取代现场的24 V或0～20 mA的并行信号传输技术。由于西门子公司对PROFIBU～DP现场总线技术的大力推广，PROFIBUS产品已被世界市场普遍接受。
　　丹佛斯公司的VLT系列变频器配备有专门的PRClFIBUS-DP通信网卡，以便实现变频器与PLC之间的现场通信。下面以VLT 5000系列变频器为例，详细介绍PROFIBUS—DP现场总线控制系统。
3 系统硬件设计
P　　ROFIBusDP现场总线控制系统的硬件设计如图1所示。整个控制系统由1台上位机、1台PRCIFIBUS-DP主站和8台PROFIBUS—DP从站及其它现场设备组成。我们使用西门子公司的S7系列PLC，它具有高速、多功能、系统化、网络化、结构简单、安装方便、系统组织灵活、可靠性高以及维护方便等特点。PLC的I／O模块出现故障时，只需要调换有故障的模块，不需长时间停产进行设备维修，因此特别适合当前薏争日益激烈的光缆市场 网络化和强化的通信能力也是该PI C的一个重要持点。

3．1 系统主站
　　PROFIBUS-DP系统的主站是SIMATIC S7—300PLC模块，采用西门子公司推出的CPU 315—2DP。它不仅集成了MPI通信I：l，还集成了PROFIBUSDP现场总线通信ISl，具有强大的数据处理能力。通过网络将控制命令和给定速度传给各变顿器，将各变频器的启动停止状态、运行频率、模拟量输入、电流和电压等信息采集回来进行处理。