热牵伸辊监控系统设计与实现

摘要

热牵伸辊是牵伸化纤丝的关键部件。化纤丝的全牵伸工艺对热牵伸辊导丝盘实时温度要求很高，一旦温度超限没有被及时发现，将会导致大量的化纤丝牵伸质量不合格，大大影响纺织公司的经济效益。针对这个问题，本文设计了一种基于OPC技术的热牵伸辊监控系统，能通过组态软件WinCC，实时监控系统内54个热牵伸辊导丝盘表面实时温度和转速等信息。 热牵伸辊监控系统硬件部分由热牵伸辊、单相交流调压模块、旋变器模块、温控器模块、控制面板模块、热牵伸辊加热电压电流检测模块以及上位机硬件信号转换接口等组成。上位机硬件信号转换接口能实现将 USB 信号转换为RS485信号，是上位机和下位机通信的桥梁。其中下位机包括3个控制面板模块和18个热牵伸辊加热电压电流检测模块。控制面板模块能实现同时管理控制温控柜中的9个温控器模块，能通过控制面板模块的键盘设置每一个温控器的PID参数和设定温度值，能在控制面板模块的液晶屏上显示每一个热牵伸辊对应的设定温度值、实时温度、转速和状态等，并且能和上位机进行双向 485 通信。热牵伸辊加热电压电流检测模块能实现对热牵伸辊加热器两端加热电压电流的检测，并把检测到的数据通过RS485接口传送到上位机。 热牵伸辊监控系统上位机由 KEPServerEX OPC 服务器和组态软件 WinCC组成。KEPServerEX OPC服务器通过上位机硬件信号转换接口，和下位机中的3个控制面板模块以及18个热牵伸辊加热电压电流检测模块，通过ModBus-RTU协议进行通信。KEPServerEX OPC 服务器作为通信主站，3 个控制面板模块以及 18 个热牵伸辊加热电压电流检测模块作为通信从站。组态软件 WinCC 作为KEPServerEX OPC服务器的客户机，能和KEPServerEX OPC服务器进行双向通信。组态软件WinCC包括用户登录功能、数据显示和存储功能、参数设置功能以及报警功能。用户登录功能可以实现只有登录的合法用户，才能修改参数P、I、D以及设定温度。数据显示和存储功能可以实现54个热牵伸辊控制参数比例P、积分I、微分D、实时温度T、设定温度ST、转速n、加热电压hv和加热电流 hc，实时显示到分界面上，并能对实时温度 T 进行过程值归档，能保存到ACCESS 表中。参数设置功能可以实现合法用户通过上位机，对系统内每一个热牵伸辊控制参数进行修改。报警功能可以实现当热牵伸辊导丝盘表面温度超限后，在主界面报警窗口弹出报警信息。 经过多次现场测试，热牵伸辊监控系统能达到预期的目标，符合郑州纺机自控设备有限公司的实际需求。

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