基于DeviceNet總線(xiàn)的無(wú)塵紙生產(chǎn)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )控制

由于我廠(chǎng)的設備分布比較分散，某些站點(diǎn)之間相距較遠。尤其是一些現場(chǎng)站點(diǎn)，相距離超過(guò)100米。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。除了分布式I/O, 人機界面和傳感器等站點(diǎn)位于生產(chǎn)現場(chǎng)外,一百余臺變頻器的DeviceNet網(wǎng)絡(luò )系統分布在兩個(gè)馬達控制中心（MCC）室，這就實(shí)現了對電動(dòng)機的集中控制，統一管理。（如圖4所示：MCC 室內DeviceNet變頻器網(wǎng)絡(luò )一角 注:圖中黃色電纜是網(wǎng)絡(luò )通訊纜）

在DeviceNet各工作站之間，我們大都采用了敞開(kāi)式分接口（ 注：現場(chǎng)的一些站采用密封的T型分接口或密封連接口），將站與站之間的電源線(xiàn)、通訊線(xiàn)、屏蔽線(xiàn)分別地并聯(lián)接在一起，組成雛菊鏈形式的物理拓撲結構。在首尾終端兩站分別安裝了終端電阻。（121Ω，1%，1/4W）

5 DeviceNet的組態(tài)軟件及控制實(shí)現。

利用設備網(wǎng)RS-232-C的PC接口適配人器（1770-KFD）或設備網(wǎng)PC卡（1784-PCD）可以實(shí)現PC機與PLC的設備網(wǎng)掃描器的通訊.

DeviceNet的管理軟件RS Networx for DeviceNet 是基于Windows平臺的軟件，利用它可以組態(tài)設備網(wǎng)并進(jìn)行項目管理和網(wǎng)絡(luò )故障診斷等。它支持A-B及第三方設備組態(tài)電子數據表（EDS）。

DeviceNet規約定義了顯式報文（Explicit Message）和I/O報文（I/O Message）兩種不同性質(zhì)的報文，兩種報文可以同時(shí)在總線(xiàn)上傳送。
組態(tài)過(guò)程中,首先應組態(tài)掃描器，設置掃描器與PLC之間的I/O地址界面，建立掃描器與各站適配器之間的通訊。

組態(tài)網(wǎng)絡(luò )上各個(gè)站時(shí)，先要定義各個(gè)站的地址(即站號)。站的地址可以不連續，但要與各站適配器DIP開(kāi)關(guān)設定相一致。

對于Flex I/O 或Armor Block I/O 等I/O類(lèi)型的工作站，我們采用I/O報文（I/O Message）的形式，分配各站的輸入和輸出。I/O報文是周期傳送的，具有較高的優(yōu)先級，從而保證它的實(shí)時(shí)性。

對于變頻器、軟起動(dòng)器等設備類(lèi)站點(diǎn)，我們采用顯式報文（Explicit Message）的形式，分配PLC和各站之間發(fā)送/接收的字長(cháng);定義通訊方式和(我們定義為polled 方式,每個(gè)掃描周期);建立與PLC之間對應的“軟”I/O關(guān)系。

再利用PLC５的編程軟件ＲＳlogix5編制出塊傳送（BTR/BTW）命令，實(shí)現ＰＬＣ對設備網(wǎng)上工作站I/O信息采集和控制。PLC控制程序就可以根據各站的工作狀態(tài)向各站發(fā)出控制命令，以達到工藝要求。

由于我公司的各PLC都連接到Ethernet上，網(wǎng)上中控制室內有Rsview32監控工作站。各顯示器可顯示出RS view不同工藝區域的監控界面。在中控室既可以控制全廠(chǎng)的設備，也可查看各站點(diǎn)的當前工作狀態(tài)，人機界面非常友好。

6．DeviceNet 網(wǎng)絡(luò )的使用體會(huì )。

（1）DeviceNet現場(chǎng)總線(xiàn)可以節省大量費用。

從安裝階段來(lái)看，只通過(guò)一根通訊纜，就實(shí)現了對整個(gè)網(wǎng)上各站點(diǎn)供電及通訊，相對于點(diǎn)對點(diǎn)的控制方式，節省大量的電纜,橋架等。不但縮短了安裝時(shí)間，而且降低了安裝費用。

從控制上來(lái)看：利用網(wǎng)絡(luò )通訊及“軟”Ｉ／Ｏ方式，也節約了I/O模塊和大筆資金。

如對變頻器工作站，啟動(dòng)/停止，加速/減速等命令；電壓、電流、溫度等參數，都可從DeviceNet網(wǎng)絡(luò )通訊實(shí)現，節約了I/O模塊，尤其是模擬I/O模塊，費用相當昂貴。

（2） 設備故障率大大降低，且診斷方便，排除迅速。

DeviceNet由于僅用一條通訊電纜控制整個(gè)設備網(wǎng)絡(luò )，使設備故障率大大降低；各站點(diǎn)通訊端子支持帶電熱插拔，若某一站點(diǎn)出現問(wèn)題及故障排除，不影響網(wǎng)上其他站點(diǎn)正常工作。

采用數據通訊方式來(lái)控制各站，不但極大減少了傳統點(diǎn)對點(diǎn)方式的電纜數量，也使故障環(huán)節大大減少，系統穩定性進(jìn)一步提高。

通過(guò)設備網(wǎng)使MCC的集中控制的形式十分有效，極大方便了設備故障的診斷。例如對變頻器的控制，由于采用MCC及網(wǎng)絡(luò )控制方式，一百余臺變頻器僅有五種典型控制電路，便于記憶及故障查找。當某臺變頻器發(fā)生故障時(shí)，不但可以從總控室看到報警信息，還可以從網(wǎng)絡(luò )掃描器或變頻器的人機界面上獲得報警信息，方便快捷。

（3） 系統監控更加方便、智能化。

通過(guò)RSview監控界面方式，中控室可以隨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)和控制設備網(wǎng)上的一些站點(diǎn),根據需要調整控制參數又;可以監控網(wǎng)上設備的工作狀態(tài)，例如電機電流、溫度等參數，以確保各設備正常工作。

7. DeviceNet網(wǎng)絡(luò )的維護及故障處理體會(huì )：

（1） 通訊干擾問(wèn)題

我廠(chǎng)運轉調試階段曾經(jīng)發(fā)生過(guò)某些站點(diǎn)的狀態(tài)顯示（控制室RSview人機界面）與其實(shí)際工作狀態(tài)有時(shí)不相一致或控制命令執行不嚴格現象。經(jīng)診斷及分析, 我們主要采取了以下措施。

1）. 檢查并緊固各終端電阻，防止信號反射。

終端電阻是用來(lái)防止（降低）通訊信號反射。為檢查終端電阻工作是否正常，可以在斷電（只有在預防性維護或系統故障時(shí)才可以）的情況下，測量網(wǎng)上任何兩個(gè)CAN-H（藍色線(xiàn)）與 CAN-L（白色線(xiàn)）端子之間的電阻應在60Ω-70Ω左右即可（因我廠(chǎng)用的是菊花鏈結構）。

2）.可靠連接DeviceNet網(wǎng)絡(luò )的接地導線(xiàn)，消除外界噪音干擾。

為防止環(huán)流，信號電纜的屏蔽線(xiàn)僅能在一端接地。接地點(diǎn)最好從最接近網(wǎng)絡(luò )的物理中心站點(diǎn)處引出，以達到最佳效果，最大限度的消除噪音干擾.我廠(chǎng)的接地線(xiàn)是從PLC機架的掃描器站點(diǎn)引出的.

接地方法為：將Ｖ－與Shield及Drain與PE可靠連接

通過(guò)1），2）以上兩種方法及定期PM檢查就可確保網(wǎng)絡(luò )通訊系統工作良好可靠。

此外，為確保通訊可靠，網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)時(shí)應注意以下情況：

1）．為了避免通訊電纜受動(dòng)力電纜干擾，通訊纜應單獨布線(xiàn)。若通訊纜與動(dòng)力纜共用線(xiàn)槽時(shí)，通訊纜應穿金屬屏蔽管布線(xiàn)。
2）。站點(diǎn)之間相距較遠或網(wǎng)絡(luò )總距離較大時(shí)，應使用粗芯通訊電纜。

（2） 若某一站點(diǎn)的設備發(fā)生故障，而庫存又沒(méi)有同型號的備件更換，可能會(huì )造成麻煩。

若設備某站點(diǎn)發(fā)生故障，庫存有同型號的備件，換上同型號的備件后，該站即可正常工作。若換上不同型號的備件，則該網(wǎng)絡(luò )掃描器檢測到的該物理站點(diǎn)（EDS）與掃描列表(Scan list)不一致.掃描器就會(huì )有報警, 該站也無(wú)法正常工作。這時(shí)，你不得不重新組態(tài)一下掃描列表再下裝到掃描器，此站才能正常工作，這是一個(gè)應該注意的問(wèn)題。

8.結束語(yǔ)：

無(wú)塵紙生產(chǎn)線(xiàn)由于采用了DeviceNet 現場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)，極大提高了控制系統的可靠性和實(shí)時(shí)性。利用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化控制是一種理想的解決方案?，F場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)，決定著(zhù)其廣泛應用是控制領(lǐng)域的必然趨勢。