Devicenet與Ethernet網(wǎng)絡(luò )在PLC制造廠(chǎng)的應用

1.引言
Devicenet是當今較為流行的現場(chǎng)總線(xiàn)的其中一種?，F場(chǎng)總線(xiàn)控制系統既是一個(gè)開(kāi)放通信網(wǎng)絡(luò )，又是一種全分布控制系統。它把作為網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的智能設備連接成自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )系統，實(shí)現基礎控制、補償計算、參數修改、報警、顯示、監控、優(yōu)化的綜合自動(dòng)化功能。是一項以智能傳感器、控制、計算機、數字通信、網(wǎng)絡(luò )為主要內容的綜合技術(shù)?，F場(chǎng)總線(xiàn)系統打破了傳統控制系統采用的按控制回路要求，設備一對一的分別進(jìn)行連線(xiàn)的結構形式。把原先DCS系統中處于控制室的控制模塊、各輸入輸出模塊放入現場(chǎng)設備，加上現場(chǎng)設備具有通信能力，因而控制系統功能能夠不依賴(lài)控制室中的計算機或控制儀表，直接在現場(chǎng)完成，實(shí)現了徹底的分散控制?，F場(chǎng)總線(xiàn)系統在技術(shù)上具有以下特點(diǎn)：
系統具有開(kāi)放性和互用性
通信協(xié)議遵從相同的標準，設備之間可以實(shí)現信息交換，用戶(hù)可按自己的需要，把不同供應商的產(chǎn)品組成開(kāi)放互連的系統。系統間、設備間可以進(jìn)行信息交換，不同生產(chǎn)廠(chǎng)家的性能類(lèi)似的設備可以互換。
系統功能自治性
系統將傳感測量、補償計算、工程量處理與控制等功能分散到現場(chǎng)設備中完成，現場(chǎng)設備可以完成自動(dòng)控制的基本功能，并可以隨時(shí)診斷設備的運行狀況。
系統具有分散性
現場(chǎng)總線(xiàn)構成的是一種全分散的控制系統結構，簡(jiǎn)化了系統結構，提高了可靠性。
系統具有對環(huán)境的適應性
現場(chǎng)總線(xiàn)支持雙絞線(xiàn)、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線(xiàn)、電力線(xiàn)等，具有較強的抗干擾能力，能采用兩線(xiàn)制實(shí)現供電和通信，并可以滿(mǎn)足安全防爆的要求。由于現場(chǎng)總線(xiàn)結構簡(jiǎn)化，不再需要DCS系統的信號調理、轉換隔離等功能單元及其復雜的接線(xiàn)，節省了硬件數量和投資。簡(jiǎn)單的連線(xiàn)設計，節省了安裝費用。設備具有自診斷與簡(jiǎn)單故障處理能力，減少了維護工作量。設備的互換性、智能化、數字化提高了系統的準確性和可靠性。還具有設計簡(jiǎn)單，易于重構等優(yōu)點(diǎn)。
計算機網(wǎng)絡(luò )、通信與控制技術(shù)的發(fā)展，導致自動(dòng)化系統的深刻改革。信息技術(shù)正迅速滲透到生產(chǎn)現場(chǎng)的設備層，覆蓋從生產(chǎn)車(chē)間到企業(yè)管理經(jīng)營(yíng)的各個(gè)方面，溝通從原料供應、生產(chǎn)制造到生產(chǎn)調度、資源規劃乃至市場(chǎng)銷(xiāo)售的各個(gè)環(huán)節，逐步形成以控制網(wǎng)絡(luò )為基礎的企業(yè)信息系統?，F場(chǎng)總線(xiàn)（Fieldbus）就是順應這一趨勢發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。而以現場(chǎng)總線(xiàn)為基礎的企業(yè)網(wǎng)絡(luò )系統更是當今企業(yè)發(fā)展的趨勢。如圖所示為：以現場(chǎng)總線(xiàn)為基礎的企業(yè)網(wǎng)絡(luò )系統示意圖。

2.項目背景簡(jiǎn)介
PLC制造廠(chǎng)是生產(chǎn)臺達DVP-S和DVP-E等系列PLC的生產(chǎn)部門(mén)，此次做的項目是其中的3條產(chǎn)線(xiàn)包括：ICT狀態(tài)、ASSY狀態(tài)、T2+PACK狀態(tài)，其中每條產(chǎn)線(xiàn)包含8種及以上的信息狀態(tài)例如：產(chǎn)線(xiàn)缺料報警、O/I錯誤、二次堆貨、測試治具不良等等。通過(guò)現場(chǎng)傳感器（熱電偶）、執行器（電動(dòng)機）及操作人員的反饋信息等，在控制室工程師可以清楚地看到產(chǎn)線(xiàn)運行狀態(tài)以及向產(chǎn)線(xiàn)發(fā)布生產(chǎn)命令等。那么通過(guò)什么形式來(lái)完成現場(chǎng)與控制室、辦公室及操作員之間的信息交換呢？這就是我們最關(guān)注的問(wèn)題?；\統地說(shuō)，此項目用到的是現場(chǎng)總線(xiàn)（Devicenet）及工業(yè)以太網(wǎng)的通訊方式來(lái)完成整個(gè)系統信息交換的。這也符合了上面闡述的計算機網(wǎng)絡(luò )在現實(shí)生產(chǎn)種的應用，其帶來(lái)的好處不再累述。

3.解決方案
3.1整個(gè)項目的網(wǎng)絡(luò )架構如下圖所示：

3.2整個(gè)系統中用到的主要設備清單如下：

3.3網(wǎng)絡(luò )組態(tài)的實(shí)現
如何將這么多設備組態(tài)起來(lái)，從而實(shí)現彼此的通訊使我們關(guān)注的主要問(wèn)題，下面詳細說(shuō)明一下組態(tài)過(guò)程。首先，臺達遵循的Devicenet網(wǎng)絡(luò )通訊協(xié)議，其網(wǎng)絡(luò )組態(tài)需要的軟件是DevicenetBuilder_V1.01，利用它可以將幾乎涵蓋所有的臺達產(chǎn)品集成在一起，組成Devicenet通訊網(wǎng)絡(luò )。其操作性簡(jiǎn)單、方便、易懂。下面詳細詮釋一下Devicenet網(wǎng)絡(luò )組態(tài)步驟及細節，如下：
步驟1
硬件網(wǎng)絡(luò )都搭建完成后，設置好每個(gè)硬件節點(diǎn)的地址后，按著(zhù)各個(gè)產(chǎn)品的說(shuō)明書(shū)將通訊格式修改成對應的格式（此步驟不做詳細說(shuō)明，因為臺達相應產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)上都有詳細的說(shuō)明），運行DevicenetBuilder_V1.01，掃描整個(gè)網(wǎng)絡(luò )會(huì )自動(dòng)搜索到網(wǎng)絡(luò )上的所有在線(xiàn)節點(diǎn)，如圖3-1。 第二個(gè)HMI的IP設置類(lèi)似，就不累述。經(jīng)過(guò)上述3個(gè)步驟的設置，2個(gè)HMI和PLC就可以進(jìn)行以太網(wǎng)通訊了，這樣控制室和辦公室就可以完全監控整個(gè)生產(chǎn)車(chē)間的各個(gè)設備的運行狀態(tài)了。