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作為全球能效管理專家施耐德電氣為100多個國家的能源及基礎設、工業、數據中心及網絡、樓宇和住宅市場提供整體解決方案， 其中在能源與基礎設施、工業過程控制、樓宇自動化和數據中心與網絡等市場處于世界領先地位，在住宅應用領域也擁有強大的市場能力。目前施耐德推出的MicroPLC被運用在高速卷繞頭控制系統中。

化纖紡絲工藝中，聚酯切片經干燥設備除去水分后，通過螺桿擠壓機加熱熔融擠出，經計量泵精確計量噴絲成形，然后在恒溫恒濕條件下冷卻固化以及牽伸，最后通過卷繞頭將紡絲成形的纖維卷繞成為成型良好的絲餅。其中，卷繞頭卷繞成的絲餅需滿足容量大、形狀穩定、張力均勻、退繞容易等要求，具有高速度、大卷裝、連續自動化等特點，是化纖紡絲機上技術構成最復雜、自動化程度最高的關鍵設備。

根據紡絲工藝要求，卷繞頭按紡絲速度可分為常速卷繞頭(1000m/min左右)、高速卷繞頭(3000～4000m/min)、以及超高速卷繞頭(6000～8000m/min)；根據升頭落筒方式，卷繞頭可分為半自動卷繞頭和全自動卷繞頭，其中，半自動高速卷繞頭只有一個卷繞軸(卡頭)，具有機械結構簡單、性價比好等優點，缺點是在絲餅卷繞完成后需要人工升頭換筒，有廢絲，不能實現生產的連續化；全自動高速卷繞頭具有兩個可以自動切換的卷繞軸(卡頭)，升頭換筒過程全自動化，無廢絲，可以最大限度提高生產率，是卷繞頭的主要發展方向。

高速卷繞頭控制系統的控制核心是通過對摩擦輥高速旋轉速度(即卷繞線速度)的精密測量，準確控制卷繞軸的卷繞速度，實現紡絲卷繞的恒線速度恒張力控制。對全自動卷繞頭來說，還需要實現精確的升頭換筒的全自動控制。此外，還包括橫動機構的三角波防疊控制、卷繞壓力控制、卷繞與牽伸部分的同步控制、每個卷繞頭卷繞工藝參數的設置及過程監控、以及成組卷繞頭的聯網集中監控等。

2．控制系統方案
高速卷繞頭控制系統采用Micro系列PLC(TSX3722 CPU)為控制核心，采用ATV31系列經濟型磁通矢量控制變頻器控制卡頭和橫動電機。摩擦輥轉速的測量通過Micro PLC的高速計數口實現；ATV31變頻器的控制采用Micro PLC的通訊擴展口(插TSXSCP114 Modbus通訊擴展卡配TSXSCPCU4030通訊電纜，作為主站)與ATV31內置的Modubs接口連接，構成Modbus總線，通過通訊控制方式實現；卷繞頭卷繞工藝參數的設置及聯網集中監控則通過Micro PLC的編程口(加裝TSXPACC01總線隔離盒，作為從站)與上位工控機(作為主站)的串行口連接，構成上一級Modbus總線實現。

3.控制系統簡介
Modbus協議是由第一臺PLC的發明者Modicon (現為施耐德電氣公司高端PLC品牌)于1978年開發的一個用于PLC和編程器之間通訊的協議，1980年起，為眾多設備制造商在其不同的設備中采用，成為現場總線最開放、應用最廣的通訊協議。

Modbus 協議是一個分級結構 (主從式) 異步串行通訊協議，可使主站對一個或多個從站進行訪問，主站和從站之間允許多點連接。 Modbus 協議約定，只有主站唯一對數據的交換進行管理，從站不能夠自己發送信息。主站和從站可以有兩種對話方式：查詢方式(主站對一個從站進行對話并等待其回應)和廣播方式(主站對所有從站進行對話且無須回應)。

Modbus 協議可以實現主站和多個從站之間的數據交換及檢驗，因而在每個從站單元中都定義有數據區以使主站能夠對其中的數據進行讀出和/或寫入操作，Modbus報文結構如下：

ATV31變頻器內置的Modbus接口與CANOpen總線接口兼容，物理層為RS485，采用Modbus RTU方式，波特率可以是9.6/19.2Kbit/s，連接介質可采用屏蔽雙絞線，傳輸距離可達1000 米，單總線上連接數量最多為31臺；連接時，只需將PLC和變頻器的DA、DB和0V共三根信號線互連即可方便地構成Modubs總線。

應用方面，首先需要對PLC和變頻器的相應接口進行相關設置(包括Modbus 主/從站方式、從站號、以及波特率、數據位、停止位、校驗等參數)，然后通過PLC編程軟件在Miro PLC內編寫相關讀寫操作的通訊程序，對多個從站的通訊可以通過編寫時間片程序(時鐘計數指
      令或電子凸輪指令)分時執行上述讀寫操作的方式實現。讀寫操作編程示例如下：

注：m - 模塊號(Micro PLC為0)，v - 通道號(編程口為0，擴展口為1)，i - 從站地址(變頻器從站號)

對聯網集中監控的上級Modbus總線，只需通過PLC編程軟件對Micro PLC的編程口進行相關設置(包括Modbus 從站方式、從站號、以及波特率、數據位、停止位、校驗等參數)，然后通過上位機對Micro PLC的相應內存區進行讀寫操作即可，在Micro PLC內無需任何編程工作。

對摩擦輥高速旋轉速度(即卷繞線速度)的測量可通過Micro PLC的高速計數口，應用Micro PLC的快速任務(Fast Task，即定時中斷服務程序)精密實現，精度達±1個脈沖；橫動變頻器部分的三角波防疊功能可通過PLC軟件編程或ATV31變頻器內置的橫動功能實現；此外，Micro PLC提供的豐富的庫函數(字表操作、數制轉換、三角函數、浮點數運算等)及在線編程、調試工具，為高速卷繞頭系統編程、調試及工藝修改提供了最大的便利。

使用Micro PLC具有以下幾大特點：(1)豐富的功能指令及人性化的軟件，給客戶編程帶來方便。(2)可擴展內存容量，為客戶較復雜的工藝要求提供保證。(3)穩定可靠的Modbus通信，既降低成本，又提高效率。