摘要：本研究提出了一种基于西门子Profibus现场总线的多电机交流控制系统，该系统融合了当前*先进的现场总线技术，并注重实际应用便捷性。文章深入剖析了该系统的核心特性，包括总线接入、硬件架构、软件原理等方面，旨在为工业自动化领域提供一种高效、稳定、经济的解决方案。
关键词：PID；现场总线；交流电机
引言
在工业快速发展的大背景下，多电机交流控制系统在造纸、化工、钢铁、食品等行业得到了广泛应用，并形成了各具特色的变频器控制体系。这些系统运行稳定、抗干扰能力强，但随着时间的推移，维护成本也在不断攀升。以皖南电机生产的某型号变频器为例，其特有的通讯协议和接口，一旦发生通讯故障，轻则导致通讯接口板损坏，重则系统崩溃，更换成本高昂。同时，系统升级换代时，需全面更换所有变频器，导致采购费用巨大，备品库存积压。
随着工业自动化程度和生产规模的扩大，输送线的长度和功率不断增加。单电机驱动难以满足需求时，便需采用多电机同步驱动。在多电机同步驱动系统中，电机转速的稳定至关重要。然而，由于电机间的耦合作用，单一电机的转速偏离可能会影响整个系统，因此实现电机的高精度速度同步控制成为一大挑战。
1.现场总线Profibus
Profibus，即过程现场总线，自1984年研发以来，已成为欧洲领先的开放式现场总线系统。PNO（Profibus用户组织）成员超过600家，产品近千种。在欧洲市场占有率超过40%，广泛应用于自动化、楼宇自动化、过程自动化等领域。
本文重点介绍DP部分，DP（DecentralizedPeriphery）用于高速、低成本通信，专为自动控制系统和设备级分散的I/O设计。在皖南电机等企业的多电机交流控制系统中，采用现场总线技术，可以在控制室和现场操作台安装分布式I/O模块，形成总线网络，实现控制数据的串行传输，提高抗干扰能力，确保变频器参考值的精确性。
2.多电机交流控制系统的硬件架构
图1展示了多电机交流控制系统的硬件连接图。系统采用西门子可编程控制器PLCS5作为主设备，通过IM308接口模块与Profibus总线连接。PLCS5负责读取总线上的分布式I/O模块的变频器状态字和实际值，并传送变频器控制字。从设备为分布式输入输出模块ET200，每个ET200从站可挂接*多32个数字量或模拟量输入输出卡。
多电机交流控制系统的硬件架构相对简单，以可编程控制器为中心，通过Profibus总线连接相关联的ET200从站组，并通过各从站组连接相应的变频器组。总线采用电气双绞线路，布线清晰；从ET200从站到关联变频器组采用较短的控制线路连接。数据传输以串行数字方式为主，不影响传输数据的可靠性和抗扰性。
3.多电机交流控制系统的软件设计
基于现场总线的多电机交流控制系统软件设计包括以下步骤：PLCIM308接口模块初始化、读取变频器状态字和实际值、判断变频器是否处于故障、输出模拟量值到连接变频器端ET200从站的I/O端子等。
4.结语
本研究构建的多电机交流控制系统可广泛应用于小型浆纸厂、粉末加工厂、楼宇风泵控制等领域。通过开放式、具有IEC标准的现场总线Profibus系统进行组构，具有以下优势：（1）易于修改和扩展；（2）实现分布式控制，提高系统响应速度和控制精度；（3）降低系统不可靠性，增强可维护性。
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