基于DeviceNet的小區(qū)監(jiān)控解決方案
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表2主單元的軟件開(kāi)關(guān)字、狀態(tài)區(qū)和單元號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系
四.DeviceNet在電梯控制上的應(yīng)用
采用DeviceNet控制電梯的優(yōu)點(diǎn)很多。首先，網(wǎng)絡(luò)接線簡(jiǎn)單，僅五根線，包括兩根電源線，兩根信號(hào)線和一根屏蔽線。而且電源分接頭可加在網(wǎng)絡(luò)的任何一點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)多電源的冗余供電。網(wǎng)絡(luò)可有T型、菊花鏈型等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備可以直接由總線供電，并通過(guò)同一根電纜進(jìn)行相互通信。主干電纜的最大距離為500米，分支電纜的最大長(zhǎng)度為6米，可以實(shí)現(xiàn)相距較遠(yuǎn)的設(shè)備互連。它可以將工業(yè)設(shè)備（比如：限位開(kāi)關(guān)、變頻驅(qū)動(dòng)器、操作員接口等）連接到網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省大量的設(shè)備連線，減少敷線的開(kāi)銷(xiāo)，比傳統(tǒng)的I/O布線經(jīng)濟(jì)，可大大降低硬接線成本。DeviceNet使設(shè)備之間以一根電纜互相連接和通訊，其直接互連性簡(jiǎn)化了設(shè)備間的通訊，并提供了非常重要的設(shè)備級(jí)診斷功能，可以通過(guò)主單元的指示燈和數(shù)碼管對(duì)常見(jiàn)的設(shè)備故障給出提示，線路的故障和通信電源的故障，也可以由主單元自動(dòng)的進(jìn)行檢測(cè)，并且會(huì)給出提示或報(bào)警，從而可以判斷故障，進(jìn)行及時(shí)處理。通過(guò)傳統(tǒng)的I/O硬接線是難以實(shí)現(xiàn)這種功能的。在電梯運(yùn)行的井道內(nèi)，可以把各層的轎廂選層信號(hào)，廳外召喚信號(hào)、停層位置信號(hào)、消防按鈕等信號(hào)，通過(guò)DeviceNet從單元的I/O口連接到PLC的主單元，這樣，可以節(jié)省多條從樓層到PLC機(jī)房的硬接線;PLC和小區(qū)監(jiān)控中心的通信，只需通過(guò)一根通訊電纜，采用總線方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。接線的減少，大大降低的安裝施工的難度和成本。
其次，它提供了多個(gè)復(fù)雜設(shè)備間的互連性及不同供貨商的同類(lèi)部件間的可互換性：來(lái)自不同的廠家設(shè)備，只要按照DeviceNet的標(biāo)準(zhǔn)，即可進(jìn)行互換，使用戶不必局限于同一個(gè)供貨商的產(chǎn)品，給用戶帶來(lái)了更多的靈活性，同時(shí)減少了配線和安裝自動(dòng)化設(shè)備的成本和時(shí)間。一般系統(tǒng)用到的I/O單元有限，所以采用DeviceNet單元，有很大的擴(kuò)展空間，新增加的單元只需和網(wǎng)絡(luò)電纜連接，通過(guò)系統(tǒng)的重新上電即可加入網(wǎng)絡(luò)，對(duì)程序稍做擴(kuò)展就可實(shí)現(xiàn)控制。同時(shí)，DeviceNet支持設(shè)備的熱插拔，可在線修改網(wǎng)絡(luò)配置，DeviceNet作為開(kāi)放的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，將全面地提高效率，用戶只需做一些選擇設(shè)置即可實(shí)現(xiàn)控制。通信時(shí)它傳輸0～8個(gè)字節(jié)的短幀信息，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目垢蓴_性能。
在小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)中，電梯的監(jiān)控部分信號(hào)量雖然很多，但是，由于電梯的各個(gè)控制信號(hào)有一定的規(guī)律性，不同樓層的信號(hào)之間有時(shí)間差，采用DeviceNet能夠滿足實(shí)時(shí)性要求。在必要時(shí)，可以根據(jù)電梯運(yùn)行的要求，選擇具有較高速度的PLC和DeviceNet單元，以滿足控制需要。當(dāng)然，采用DeviceNet也存在不足。DeviceNet不是把檢測(cè)信號(hào)直接送到PLC的I/O口，而是轉(zhuǎn)換為串行總線信號(hào)來(lái)傳輸。這樣就可能出現(xiàn)關(guān)鍵信號(hào)的丟失，由于電梯控制安全可靠性要求高，需要系統(tǒng)對(duì)各個(gè)信號(hào)實(shí)時(shí)反應(yīng)，特別是系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)信號(hào)（即反饋信號(hào)）有更為嚴(yán)格的要求。PLC有一定的掃描循環(huán)周期，例如，對(duì)梯速為2m/s的電梯來(lái)說(shuō)，如果循環(huán)周期為250ms，這樣將有0.5m距離可能是失控的，即某層廳外召喚信號(hào)若要令電梯順向停車(chē)，則這個(gè)召喚信號(hào)必須在預(yù)置減速距離前0.5m處發(fā)出并自保持。否則，會(huì)造成運(yùn)行不可靠。
另外，限位信號(hào)，在電梯的運(yùn)行中是至關(guān)重要的，如果丟失，導(dǎo)致電梯沖頂或撞地，這可能造成極具破壞性的嚴(yán)重后果。對(duì)這類(lèi)關(guān)鍵信號(hào)，需要設(shè)置兩個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，以產(chǎn)生冗余信號(hào)，確保檢測(cè)信號(hào)的產(chǎn)生。在程序?qū)崿F(xiàn)時(shí)，可利用“或”指令OR對(duì)兩個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行或處理，只要一個(gè)有效，即可產(chǎn)生控制信號(hào)。對(duì)于模擬量可以做類(lèi)似的處理，從而提高電梯運(yùn)行的安全可靠性。對(duì)于更復(fù)雜的情況，在程序中還要做具體的考慮。
五.結(jié)論
在現(xiàn)場(chǎng)總線這個(gè)領(lǐng)域，OMRON和Rockwell等二百多家廠商支持的DeviceNet，已于2002年10月8日被國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)為首個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。雖然DeviceNet在小區(qū)監(jiān)控方面的應(yīng)用尚不成熟，但是這是一個(gè)有益的嘗試。
通信技術(shù)的成本近幾年已經(jīng)明顯降低，將簡(jiǎn)單設(shè)備直接連接到網(wǎng)絡(luò)上的成本變得更經(jīng)濟(jì)。DeviceNet在允許多個(gè)復(fù)雜設(shè)備互連的同時(shí)，具有同類(lèi)設(shè)備的兼容性。除了讀取設(shè)備的開(kāi)關(guān)狀態(tài)外，DeviceNet還可以讀取或者輸出模擬信息，它的廣泛應(yīng)用可以大大降低系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。隨著DeviceNet技術(shù)的日益成熟和推廣，有可能完全采用DeviceNet來(lái)實(shí)現(xiàn)小區(qū)監(jiān)控（即上述方案2）。鑒于DeviceNet的特點(diǎn)，它的應(yīng)用會(huì)更加普遍，將具有廣闊的應(yīng)用前景。
評(píng)論