1、預縮機原理簡述
預縮機是印染行業(yè)中織物后整理最后一道工序，它是將織物機械物理預縮（橡膠毯）方法，使其預縮率降低，手感改善?；九渲糜伤膫€單元組成：給濕單元、橡膠毯預縮單元、呢毯整理單元和出布單元。給濕單元完成預縮前給濕準備，以使織物擁有一定含濕量，便于織物預縮。其拖動部分為一只糙皮輥。由一個2.2KW電機拖動。橡膠毯預縮單元是本機核心，主橡膠毯擠壓以使織物經(jīng)向產(chǎn)生收縮。擠壓由一個φ616mm輥筒和另一個輥筒相對運動完成，拖動由一個15KW電機完成。呢毯整理單元主要烘干織物和改善手感，由一個3KW電機拖動一個φ2000mm大滾筒完成。出布單元由一個1.5KW電機拖動擺布斗完成。其工藝流程如下：
進布單元－橡膠毯預縮單元－呢毯整理單元－落布單元
2、系統(tǒng)配置方案
本方案中，觸摸屏采用日本Proface公司生產(chǎn)GP系列，PLC采用西門子公司S7-226系列，變頻器采用丹佛斯VLT2900系列，該系列變頻器內(nèi)已經(jīng)內(nèi)置了RS485接口且支持modbus協(xié)議，故這使該系統(tǒng)性價比非常高。S7－226系列CPU內(nèi)置了兩個通信口，這兩個通信口都為RS485接口，均可三種方式下工作，即PPI方式、MPI方式及自由通信口方式。PPI是point-to-point縮寫，即點對點方式，是西門子公司專為S7－200系列開發(fā)一個通信協(xié)議，本案中，我們可把其中一個通信口設置為該方式，連接HMI，進而做人機交換信息用。而第二個通信口我們把它設置成自由口通信方式。自由口通信方式是S7－200系列非常有特色功能。該方式下，依據(jù)和他通信其他設備公開通信協(xié)議來編程S7－200通信。我們本方案中用它連接變頻器以實現(xiàn)它們之間相互通信。相關系統(tǒng)框圖如下圖所示：（基于本文闡述重點，其它如變頻器和電機組成自反饋系統(tǒng)不再畫出和贅述。）
3、自由口通信和Modbus協(xié)議S7-226和丹佛斯VLT2900系列變頻器應用
A. 通訊協(xié)議及其PLC和變頻器上基本設置
既然雙方控制器要建立通信，它們必將共同遵循一定規(guī)約，這即稱之為協(xié)議。本系統(tǒng)中，PLC建立通訊規(guī)約將依從于變頻器規(guī)約，即Modbus協(xié)議，這是S7-200支持自由口通信模式。
l 自由口通信模式：
CPU串行通信口可由用戶程序控制，這種操作模式稱作自由口通信模式。該模式下，用戶程序可以使用接受中斷、發(fā)送中斷、發(fā)送指令（XMT）和接受指令（RCV）來進行通信操作。利用該模式，PLC可以和任意第三方串口進行通信。SMB30（用于端口0）和SMB130（用于端口1）用于選擇波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位數(shù)和通信協(xié)議。
l Modbus通信協(xié)議
a．Modbus通信是一種被用于智能設備間建立主從方式通信，它可以如RS232C、RS485等多種傳輸方式進行傳播。它分為兩種串行傳輸方式：ASCII和RTU（Remote Terminal Unit，遠程測控中斷）。它們定義了數(shù)據(jù)如何打包、解碼不同方式。丹佛斯VLT2900系列支持是RTU方式，其格式是：
其中奇偶校驗和停止位可以是0.即可以沒有。
Modbus由一個主站（PLC）和最多31個從站（本系統(tǒng)中為4個）組成。主站負責發(fā)送指令，從站則是響應指令。某一時刻，只能有一個從站能和主站進行連接。
b．丹佛斯VLT2900系列變頻器內(nèi)置了RS485物理接口，且同時支持Modbus協(xié)議。其相關參數(shù)如站址、波特率、校驗等561＃、500＃、570＃及501＃參數(shù)組內(nèi)設置。
B. PLC和變頻器通信信號格式
l 丹佛斯VLT2900系列變頻器支持標準Modbus－RTU信號，其格式如下：
驅(qū)動器址：本文為變頻器址。值為0～32.若設定為0，即為廣播方式，則從PLC同時向所有變頻器傳送指令信號，而變頻器不反饋響應信號。
功能碼：丹佛斯VLT2900系列支持以下幾種功能碼（16進制）。
數(shù)據(jù)：存儲寄存器址和數(shù)據(jù)組合構成一組數(shù)據(jù)。因指令內(nèi)容不同數(shù)據(jù)長度不同。
故障檢查：RTU方式，一般采用CRC－16方式進行，后面我們將做進一步說明
l 丹佛斯VLT2900系列變頻器編址
既然PLC與變頻器通信時操作對象是存儲器，故變頻器內(nèi)部必須有PLC能識別存儲器址相對應。變頻器生產(chǎn)廠家不同會導致其編址方法不同。丹佛斯VLT2900系列變頻器編址和你其說明書上看到參數(shù)號是遵從一等式，即參數(shù)址（HEX）＝[（參數(shù)號×10）－1>（DEC）。
l Modbus信號舉例
a） 重寫控制字與參考值方式，啟動電機并使之運行50％轉(zhuǎn)速下。
指令信號：[01> [0F> [00> [00> [00> [20> [04> [7C> [04> [00> [20> [9D> [01>
該指令中
[01>為驅(qū)動器址
[0F>為功能碼，是指本命令為寫多個位存儲器指令；
[00> [00>指出將要寫入數(shù)據(jù)起始址為位存儲器首址。
[00> [20>為寫入長度，20HX＝32DEC位數(shù)據(jù)。
[04>為要寫入位總字節(jié)數(shù)為4個。
[7C> [04> 047C是啟動電機控制字內(nèi)容，實際傳輸中為低位前置。
[00> [20>為電機運行參考值，實際傳輸中低位前置。
[9D> [01>為計算出CRC-16值
正常時其響應信號應為：
[01> [0F> [00> [00> [00> [20> [54> [13>
b） 按頻率指令60.0HZ傳送到1＃變頻器（址為01），
指令信號：[01>[06>[04>[0F>[00>[3C>[B8>[E8>
正常時響應信號為： [01>[06>[04>[0F>[00>[3C>[B8>[E8>
C. 信號發(fā)送和接受指令：
當信號格式被確定后，我們所要做是從PLC如何把它們發(fā)送出去和如何接收變頻器響應信號了，自由口模式當中，信號可以用XMT命令發(fā)送，用RCV命令接收，另外我們還可以利用SMB2（接收緩沖字節(jié)）配合其它如MOV指令等來實現(xiàn)字符接收。S7-200系統(tǒng)中，設計了諸如發(fā)送完成、接收完成等中斷事件，我們將很方便它們來控制整個程序運行。
4、 PLC程序設計
a） 數(shù)學模型：各個單元間是采用線性比例同步，構建其數(shù)學模型非常簡單，使某單元轉(zhuǎn)速和其相鄰上一級單元遵循數(shù)學公式V1＝k×V2即可。調(diào)節(jié)兩單元之間張力，我們只需調(diào)節(jié)兩單元間比例k即可。這里需提醒注意是：某一單元轉(zhuǎn)速必須以上一級為基礎進行比例調(diào)節(jié)，這樣才不至于調(diào)節(jié)單元速度時，影響其它單元間張力。
b） 程序框圖
c） 程序結構
程序結構包括主程序、初始化子程序、停車子程序、開車子程序、比例設定子程序和速度計算子程序。其中與通信有關程序有CRC-16校驗程序、發(fā)送中斷程序、接收中斷程序等。下面主要介紹一下CRC-16校驗程序。
CRC是 “Cyclical Rendundancy Check” （循環(huán)冗余碼校驗）英文簡稱。 CRC碼為2個字節(jié)，16位二進制值。故又叫CRC-16。由發(fā)送設備計算CRC值，并把它附到信息中去。接收設備接收信息過程中再次計算CRC值并與CRC實際值進行比較，若二者不一致，亦產(chǎn)生一個錯誤，校驗開始時，把16位寄存器各位都置為“1”，然后把信息中相鄰2個8位字節(jié)數(shù)據(jù)放到當前寄存器中處理，每個字符8位數(shù)據(jù)用于CRC處理。起始位，停止位和校驗位不參與CRC計算。 CRC校驗時，每個8位數(shù)據(jù)與該寄存器低位內(nèi)容進行異或運算，然后向最低有效位（LSB）方向移位，同時用零填入最高有效位（MSB）后，再對LSB檢查，若LSB=1，則寄存器與生成多項式（16＃A001）異或，若LSB=0，不作異或運算。重復上述處理過程，直至移位8次，最后一次（第8次）移位后，下一個8位字節(jié)數(shù)據(jù)與寄存器當前值異或，再重復上述過程。全部處理完信息中數(shù)據(jù)字節(jié)后，最終到寄存器值為CRC值。 程序編制時，可以使用FOR/NEXT指令，并使用一次嵌套。發(fā)送時，CRC值附加到信息時，低位先，高位后。
總結：實踐證明，該方案使系統(tǒng)布線變簡單，使系統(tǒng)抗干擾性明顯增強。為該設備系統(tǒng)升級作出了應有貢獻。
（轉(zhuǎn)載）
