AB1336 PLUS Ⅱ變頻器在總線(xiàn)控制系統中的應用

引言

　　傳統的PLC實(shí)行集中控制，所有的電纜都必須連接至PLC控制柜，布線(xiàn)和接線(xiàn)相當繁瑣。變頻器本身有動(dòng)力線(xiàn)和控制線(xiàn)，在大型生產(chǎn)線(xiàn)中應用較多，如遇大規模的改造，其重新布線(xiàn)的工程量和費用較多。AB Devicenet總線(xiàn)控制系統具有設計方便、結構靈活、安裝簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，省去了大量的柜間聯(lián)線(xiàn)，減少了安裝費用。編程軟件和組態(tài)軟件具有在線(xiàn)故障診斷功能，使調試和維護更方便。本文主要論述AB 1336 PLUS Ⅱ變頻器在Green公司CO2膨脹煙絲配套生產(chǎn)線(xiàn)基于A(yíng)B Devicenet總線(xiàn)控制系統中的具體應用。

1 現場(chǎng)總線(xiàn)概述

　　近年來(lái)，隨著(zhù)控制技術(shù)、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的快速發(fā)展，測控技術(shù)、計算機控制和通信領(lǐng)域的結合應用已經(jīng)成為大勢所趨。工業(yè)自動(dòng)化目前正朝現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統方向發(fā)展?；诂F場(chǎng)總線(xiàn)的控制系統（FCS）成為新一代的工業(yè)控制系統，將逐步取代傳統的DCS，這是技術(shù)發(fā)展的必然要求。

　　現場(chǎng)總線(xiàn)（field bus）是用于最終控制設備與上層自動(dòng)化控制設備之間的雙向串行通信鏈絡(luò )，采用可進(jìn)行簡(jiǎn)單連接的雙絞線(xiàn)等作為總線(xiàn)，具有結構簡(jiǎn)單，執行協(xié)議直觀(guān)，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)性能又能令人滿(mǎn)意。同時(shí)并按公開(kāi)、規范的通信協(xié)議，在位于現場(chǎng)的多個(gè)微機化測量控制設備之間及現場(chǎng)儀表與遠程監控計算機之間，實(shí)現數據傳輸與信息交換，形成各種適應實(shí)際需要的自動(dòng)控制系統。

　　Devicenet是一種低成本的基于CAN（Controller Area Network）通訊總線(xiàn)，用于連接工業(yè)設備與網(wǎng)絡(luò )的現場(chǎng)總線(xiàn)，其特點(diǎn)是低成本、開(kāi)發(fā)容易、支持的廠(chǎng)家多，并且不需要昂貴的連接線(xiàn)路。由美國羅克韋爾公司支持的DeviceNet是IEC62026標準之一，網(wǎng)絡(luò )介質(zhì)可采用五線(xiàn)制電纜，它包括了二條信號線(xiàn)，二條24V電源線(xiàn)和一條屏蔽線(xiàn)。DeviceNet設備可以從網(wǎng)絡(luò )上直接獲得電源，并能在線(xiàn)地從網(wǎng)絡(luò )上連接和切下設備。網(wǎng)絡(luò )提供的電源為8安培，還可以增加冗余的電源。

2 案例廠(chǎng)家的電控方案

　　該生產(chǎn)線(xiàn)工藝流程復雜，系統設備控制較多，分布在三層工房?jì)?，控制點(diǎn)多且位置分散。廠(chǎng)家為避免傳統控制系統需敷設大量電纜，給設計、施工、調試和維護帶來(lái)很大麻煩的缺點(diǎn)，經(jīng)綜合考慮采用采用基于設備控制層、集中監控層和生產(chǎn)管理層的三層管控一體化電控系統：

　　其設備控制層為AB的Devicenet網(wǎng)，主要控制底層設備；
　　集中監控層主站SLC504 PLC通過(guò)機架插槽上的控制網(wǎng)模塊，通過(guò)同軸電纜上與Contrologix5550 PLC以及監控機等上AB的Controlnet控制主網(wǎng)；
　　生產(chǎn)管理層與集中監控系統通過(guò)Ethernet網(wǎng)絡(luò )連接，兩臺監控機工作站、服務(wù)器、數據處理機、工程師站、質(zhì)檢室工作站及打印機，均建立在同一個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)上,與底層的設備控制層共同構成三級管控一體化控制系統。

3 變頻器上Devicenet網(wǎng)的討論

　　該系統把集中監控系統、生產(chǎn)管理系統及設備控制層主站PLC集中于中央控制室內。設備控制系統設電控柜組及分布式I/O現場(chǎng)操作箱，負責直接控制現場(chǎng)設備及信息交換?，F場(chǎng)控制系統主站PLC一是采用AB公司的Controllogix5550，其上配置一塊Controlnet網(wǎng)卡[2>、三塊Devicenet網(wǎng)卡和一塊DH+網(wǎng)卡。[3>另一主站SLC504通過(guò)1756-CNBR模塊上Controlnet網(wǎng)進(jìn)行通信。電控柜組及現場(chǎng)操作箱均通過(guò)FlexI/O接入Devicenet網(wǎng)[3>。在電控柜組上設置Panelview1400作為現場(chǎng)操作界面，Panelview1400具備Devicenet接口適配器，與Devicenet網(wǎng)連接。

　　從以上配置來(lái)看，采用 Devicenet總線(xiàn)利于發(fā)揮其低成本、二次開(kāi)發(fā)容易的特點(diǎn)，并且不需要昂貴的連接線(xiàn)路。若變頻器不上總線(xiàn)，按原控制模式放在本地，如通過(guò)PLC輸入輸出模塊接聯(lián)接線(xiàn)則還有線(xiàn)纜較多的毛??；如將控制線(xiàn)接入本地子站則浪費I/O點(diǎn)，增加了I/O的模塊數，浪費投資。若變頻器上總線(xiàn)則需要投入一部分接口卡1203-GK5的投資，但可通過(guò)總線(xiàn)實(shí)現控制節省了I/O點(diǎn)，[4>也能充分利用已計劃投入的 DeviceNet器件接口和費用，特別是能實(shí)現遠程控制，包括本地和中控模式的手自動(dòng)設置和頻率的設置，自動(dòng)化程度高，且變頻器放在控制柜內一是可方便維護，二上可降低保護等級和費用。

　　經(jīng)以上討論和權衡，廠(chǎng)家決定變頻器上Devicenet網(wǎng)。