多电机交流控制系统的硬件组构

随着现代工业的高速发展，多电机交流控制系统已经被广泛地应用于造纸、化工、钢铁、食品等工业领域，而且形成了各自独特的变频器控制系统。在实际运行中，这样的控制系统具有可靠性强、抗干扰率高，但相应的维护费用却随着时日的推移而越来越高。比如，某类型的变频器采用其独特的通讯协议和通讯接口，一旦通讯故障所造成的通讯接口板烧毁将直接导致系统的崩溃，除非购买该型号的通讯接口;同样如果该变频器由于烧毁，亦需要购买同型号的变频器;另外，系统要升级换代，必须全面更换所有变频器。如此一来，采购费用巨大、备品库存积压等现象将不可避免地存在。

随着工业生产自动化程度的提高和生产规模的扩大，各种生产输送线的长度和输送功率不断增加。当输送线长度增加到一定程度时，采用单电机驱动就难以满足生产的要求，必须采用多电机同步驱动方式。在多电机同步驱动系统中，特别是各传动电机之间存在一定物理连接的系统中，实践证明，通过反馈调节改变控制量，能使控制电机的转速稳定在给定范围内。但在多电机同步调速系统中，由于各同步电机之间存在严重的耦合作用，某一传动电机转速的偏离往往与传输线上其它电机的转速密切相关，这时若按常规负反馈方法对这一电机施加调节，将可能导致该电机的转速偏离更加严重，最后造成整个传动系统不能正常工作。因而对多电机同步驱动系统，如何实现传动电机的高精度速度同步调速控制，是一个急待解决的实际工程问题。

1.现场总线Profibus

现场总线Profibus，即Processfieldbus，它自1984年开始研制现场总线产品，经过十多年的开发、生产和应用，Profibus已成为欧洲首屈一指的开放式现场总线系统。目前PNO(Profibus用户组织)已拥有600多个成员，生产近千种产品。Profibus产品在欧洲市场占有率大于40%，广泛应用于加工自动化、楼宇自动化、过程自动化、发电与输配电等领域。

Profibus以ISO7498为基础，以开放式系统互联网络(OSI，Opensysteminterconnection)作为参考模型，定义了物理传输特性，总线存取协议和应用功能。Profibus-DP,Profibus-PA和Profibus-FMS构成了Profibus家族。其中Profibus-DP(DecentralizedPeriphery)是一种高速和便宜的通信连接，它专门设计为自动控制系统和设备级分散的I/O之间进行通信使用。使用Profibus-DP模块可取代24伏或4～20毫安的串联式信号传输。直接数据链路映像(DDLM)提供的用户接口，使得对数据链路层的存取变得简单方便，传输可使用RS-485传输技术或光纤媒体。本文介绍的就是DP部分。

标准现场总线ProfibusDP的硬件由主设备、从设备、网络网路等三部分组成。其中主设备用以控制总线上的数据传输，且在没有提供外部请求时发送信息和被授权可访问总线;从设备是相对于主设备而言较为简单的外部设备，且未被授权访问总线;网络网路如传输介质和网络链接器，前者如屏蔽双绞电缆构成电气网络、用塑料或玻璃纤维光缆构成的光纤网络、或是基于两种媒介之间由OLM转换的混合网络，后者如RS485总线连接器、RS485总线终端、RS485中继器、光链路模块OLM等。

在多电机交流控制系统中，存在着电机控制点、各交流变频器分布线长而且分散的特点，采用现场总线技术可以在控制室内和现场操作台各装设分布式I/O模块，联成总线网络，以数字方式来进行控制数据的串行传输，这样一来，控制系统将具有更佳的抗干扰能力，所提供给变频器的参考值亦比较精确。

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