基于現場(chǎng)總線(xiàn)控制的變頻器在干法造紙生產(chǎn)系統中的應用

1． 引言
無(wú)塵紙是一種高附加值的新型衛生用品。它具有卓越的高吸濕性、可靠鎖水性、衛生安全性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于婦女衛生巾、成人尿失禁、嬰兒紙尿褲等產(chǎn)品領(lǐng)域。為滿(mǎn)足亞太地區對無(wú)塵紙日益增長(cháng)的市場(chǎng)需求，世界無(wú)紡布行業(yè)巨頭英國B(niǎo)BA集團于1999年在中國天津投資成立了博愛(ài)（中國）膨化芯材有限公司；并安裝了目前世界上最先進(jìn)的干法造紙（無(wú)塵紙）生產(chǎn)線(xiàn)，于2001年秋正式投產(chǎn)，年生產(chǎn)能力16000噸。

2． 干法造紙（無(wú)塵紙）生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介：
干法造紙要求十分嚴格穩定的生產(chǎn)條件，與傳統的濕法造紙技術(shù)完全不同。其核心是漿粕氣流成網(wǎng)技術(shù)?；竟に囘^(guò)程是：在恒溫、恒濕、恒氣壓的環(huán)境中利用氣流成網(wǎng)技術(shù)，按照不同比例配比開(kāi)松成單纖維狀態(tài)的木漿纖維板、合成短纖維、PE（聚乙烯）粉末和SAP(超級吸濕粉末)等原料，從它們各自的原料準備區域，經(jīng)過(guò)設備自動(dòng)測算和計量，然后用風(fēng)機管道氣流傳輸方法使它們輸送到成型站。各種原料在成型站的成型頭內充分混合后，靠真空吸附均勻地凝集在成網(wǎng)皮帶上，再經(jīng)過(guò)噴膠、熱風(fēng)加熱/熔化、熱壓、反面噴膠、熱風(fēng)加熱/熔化，冷卻、打卷，分切等過(guò)程，生產(chǎn)出優(yōu)良產(chǎn)品。
各種原料經(jīng)過(guò)從成型站成型直到成品打卷要經(jīng)過(guò)10條不同的輸送皮帶。針對不同的產(chǎn)品，不但要求各原材料的進(jìn)給量，風(fēng)機速度，傳動(dòng)電機速度等連續可調節，而且驅動(dòng)速度和轉矩更要求嚴格準確，否則將對產(chǎn)品質(zhì)量造成重大影響。

3.控制系統簡(jiǎn)介
我公司干法造紙無(wú)塵紙生產(chǎn)線(xiàn)全套從歐洲進(jìn)口,是目前本行業(yè)內最先進(jìn)的設備。其控制系統根據美國羅克韋爾公司的全方位自動(dòng)化的理念而設計的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò )控制系統及設備。三層網(wǎng)絡(luò )控制系統貫穿于整個(gè)生產(chǎn)控制區域。實(shí)現了從信息層(Ethernet) 到控制層（ControlNet）和現場(chǎng)層 (DeviceNet) 的無(wú)縫連接。
五臺裝有RSview32和RS logix5軟件的A-B 工業(yè)PC機安裝在中控室內，它們的以太網(wǎng)接口都連接到HUB上。該網(wǎng)通過(guò)HUB還與企業(yè)Intranet相連，通過(guò)TC P/IP協(xié)議組成Ethernet網(wǎng)絡(luò )，構成信息（管理）層
生產(chǎn)線(xiàn)控制層由具有以太網(wǎng)功能的八臺A-B PLC5和一臺A-B SLC500可編程序控制器組成，它們都安裝在MCC（馬達控制中心）室內的控制柜內，分別控制九個(gè)工藝區域。它們的以太網(wǎng)接口都通過(guò)媒體轉換設備經(jīng)光纖連接到中控室的集線(xiàn)器（HUB）上。
各臺可編程序控制器除掛接本地及遠程I/O模塊、Panel View人機界面等裝置外，都安裝了DeviceNet掃描器（1771-SDN或1747-SDN），并通過(guò)DeviceNet通訊模塊（1336-GM5,1203-GK5，1794-ADN等）下掛現場(chǎng)智能設備，如變頻器，電機軟起動(dòng)器，Flex I/O,9000系列光電開(kāi)關(guān)等組成DeviceNet設備網(wǎng)，實(shí)現了對現場(chǎng)級裝置的有效控制。

4． DeviceNet變頻器設備網(wǎng)硬件組成和軟件組態(tài)及控制實(shí)現。
DeviceNet網(wǎng)絡(luò )結構簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性強，它采用生產(chǎn)者／客戶(hù)模式，提供了強有力的故障診斷與排除能力，是一種理想的設備層現場(chǎng)總線(xiàn)。
下面以PLC5-40/E為例子，介紹變頻器設備網(wǎng)的連接方法。PLC5本地機架上都安裝了DeviceNet掃描器模塊（A-B 1771-SDN），它有兩個(gè)通道，每個(gè)通道最多可以外接64個(gè)站。每個(gè)PLC利用本機網(wǎng)絡(luò )掃描器通過(guò)DeviceNet通訊適配器 (1203-GK5或1336-GM5，) 來(lái)下掛本控制區域的各臺現場(chǎng)總線(xiàn)設備。這些站點(diǎn)主要包括：A-B 變頻器（1336F，1336E，160SSC系列，）A－B電機軟起動(dòng)器（SMC 150系列）等。
我公司采用的是雛菊鏈（Daisy　Chain）的環(huán)行連接形式的物理拓撲結構。，利用Belden標準圓形五芯屏蔽通訊電纜將各個(gè)站點(diǎn)連接起來(lái)。在首尾終端兩站分別安裝了終端電阻（121Ω，1%，1/4W）。 如下圖1所示，雛菊鏈拓撲結構的DeviceNet變頻器設備通訊網(wǎng)絡(luò )示意圖

我廠(chǎng)的設備分布比較分散，某些站點(diǎn)之間相距較遠。因此所有DeviceNet網(wǎng)絡(luò )的傳輸速率都設定為125KBPS, 以確保通訊可靠。