摘要：本文主要介绍采用德国西门子公司的工控产品：可编程控制器，变频器，触摸显示屏，MPI通讯，

Profibus-DP总线完成收线机的电气控制系统，从而实现放线、收线和排线的平滑控制，实现收线的恒张

力控制，并通过显示屏，方便的读写、修改参数。
关键词：控制系统；变频器；MPI通讯；Profibus-DP总线
一、概述
     根据收线机对电气控制系统的要求：通过可编程控制器来进行参数运算和程序控制；所有的参数通

过显示屏读取和修改；收线部分是恒张力控制，速度随放线的速度变化而变化；排线部分跟随收线的实

际角速度做相应的往复运行；张力控制通过收线变频器来实现，控制模式为力矩控制下的速度限制方式

。我们的系统配置如下：
可编程控制器采用西门子公司的S7-300系列程序控制器；
显示屏采用西门子公司的OP270系列彩色按键显示屏；
放线传动采用西门子公司的6SE6440系列变频器，电机采用变频电机；
收线传动采用西门子公司的6SE6440系列变频器，电机采用变频电机，反馈采用德国施克的单圈绝对值编

码器；
排线传动采用西门子公司的6SE6440系列变频器，电机采用变频电机，反馈采用德国施克的单圈绝对值编

码器；
可编程控制器和显示屏间的数据传送采用MPI通讯方式；
可编程控制器和变频器间的数据传送采用Profibus-DP总线的通讯方式；
通过可编程控制器采集收线的反馈，进行相应的运算后，实现排线和收线的同步；
二、控制与显示
     本系统采用西门子S7-300可编程控制器进行逻辑运算，并根据设定的参数和采样得到的数据经过

CPU运算，得到了放线、收线和排线的参考速度，再通过Profibus-DP方式实时地传送给变频器。同时，

经过计算的放线、收线和排线的参考速度及班产量等通过MPI方式实时的传送给显示屏。显示屏不仅用于

显示各个传动轴的系统参数及产量等，还可以设定收线的棍子直径、线径及棍子的宽度等与控制有关的

计算用数据。
三、传动
放线传动：
     放线传动是主传动部分，通过显示屏设定放线的运行速度，速度值以米每分钟为单位，控制器通过

计算，产生变频器的给定速度，再通过DP总线把放线的运行速度写到变频器中，变频器根据设定的速度

运行。这部分用变频器主要为了实现放线的平稳性及放线的速度可调节。
收线传动：
     收线传动是从动部分，是受放线的速度控制的。为了保证收线的恒张力控制，用到了变频器的内部

收放卷功能。具体的做法是：首先根据放线的速度、收线的棍径和线径，通过程序控制器算出一个收线

的参考速度，控制器通过DP总线把收线的参考运行速度写到变频器中。收线变频器采用力矩控制速度限

幅的控制模式，这种方式可以保证变频器不但能按照参考速度运行，还可以根据实际的负载力矩进行速

度的调节，从而实现收线的恒张力控制。
排线传动：
     排线传动也是从动部分，是受收线的角速度控制的，和线的线速度没有关系。通过安装在收线电机

后的编码器，程序控制器采集到了收线棍运行的角速度，控制器把收线的角速度换算成排线的实际运行

速度，通过DP总线把排线的运行速度写到变频器中，排线变频器根据这个速度作往复运行，换向靠两边

的开关来实现。排线电机的编码器主要为了实现控制排线的平滑性。

结束语
     采用西门子6SE6440系列变频器，很好的解决了收线机的收线恒张力控制和平滑排线功能，系统的

传动性能稳定。如今，该样机已经得到了最终用户的认可，并实现了批量生产，机械在国内外都有很好

的销售业绩。

参考文献
SIEMENS STEP7 V5.4 编程手册，2009年3月
SIEMENS MICROMASTER 440 手册，2009年7月
SIEMENS WinCC flexible 手册，2009年5月
SIEMENS PROFIBUS-PA 应用技术手册，2009年1月
钢帘线收线机的张力控制，金属制品出版 2010年1月