基于DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線的工業(yè)自動(dòng)化以太網(wǎng)集成控

控制和反饋數(shù)據(jù)的傳輸完全是端口間的I/O映射表完成的。如圖2所示，PC機(jī)的命令傳輸給SLC，改變相應(yīng)的輸入/輸出文件O0和I1，掃描模塊1747-SDN根據(jù)建立的輸入輸出映射表，將O0和I1中的數(shù)據(jù)映射到相應(yīng)的設(shè)備網(wǎng)上的1203-GK5通訊模塊上，然后通過(guò)SCANport接口直接映射到變頻器。

圖2 I/O映射表

設(shè)備網(wǎng)上的變頻器都是以輪詢的方式與掃描模塊1747-SDN通信。1747-SDN發(fā)送查詢信息給一個(gè)變頻器，被查詢的變頻器發(fā)送響應(yīng)信息給1747-SDN。1747-SDN就按照設(shè)置好的掃描列表，掃描整個(gè)設(shè)備網(wǎng)。這樣就建立了一個(gè)端口映射的通道。反饋?zhàn)冾l器的運(yùn)行參數(shù)時(shí)，也是建立這樣一個(gè)通道。一個(gè)掃描周期就可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)上所有設(shè)備掃描一遍，刷新它們的輸入輸出映射狀態(tài)。

由于SLC中的O0和I1文件各有32個(gè)字，其中31個(gè)字可用。而每個(gè)變頻器有2到10個(gè)字的可調(diào)輸入/輸出字。當(dāng)有很多變頻器在設(shè)備網(wǎng)上時(shí)，可以通過(guò)SLC的MO（輸出）和MI（輸入）文件實(shí)現(xiàn)類似的端口映射。MO和MI文件分別具有150個(gè)字。

4 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果及分析

上位工控機(jī)使用RSview32人機(jī)界面軟件與RSlinx通訊軟件組態(tài)之后就能夠采集到SLC傳送來(lái)的數(shù)據(jù)，也是通過(guò)對(duì)O0或I1文件操作，從而對(duì)設(shè)備網(wǎng)上的變頻器進(jìn)行監(jiān)視和控制。

通過(guò)RSview32可以直觀的用圖形截面對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的變化以曲線圖顯示。圖3為電機(jī)空載啟動(dòng)達(dá)到給定頻率后立即執(zhí)行直流制動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中變頻器輸出電流、電壓、頻率曲線。使用2.2kW鼠籠電機(jī)，變頻器為1305-BA09A，其功率為4kW。變頻器的設(shè)置參數(shù)如下：加速時(shí)間為2s；給定頻率為30Hz；直流制動(dòng)的電壓為30V，時(shí)間為2s。

圖3 變頻器直流制動(dòng)狀態(tài)曲線

圖3中可以明顯觀察到制動(dòng)時(shí)的電壓和電流。相對(duì)應(yīng)的，圖4為使用自由停車的過(guò)程，可以看出，使用這種方式停車，變頻器的輸出電壓、電流均為零，電機(jī)是依據(jù)慣性停車。

圖4 變頻器自由停車狀態(tài)曲線

RSview32是很方便的系統(tǒng)控制軟件，但它的刷新時(shí)間為50ms，所以顯示的曲線精度不高。低層設(shè)備網(wǎng)對(duì)上位工控機(jī)命令的響應(yīng)有一定的滯后，但是這種方案可以滿足大多數(shù)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。設(shè)備網(wǎng)的傳輸速度為125Kbps，每掃描一次的時(shí)間小于10ms，主要的延時(shí)是在以太網(wǎng)上。以太網(wǎng)中并沒(méi)有用路由器，而是簡(jiǎn)單的使用集線器連接，沒(méi)有使用IGMPsnooping組播過(guò)濾技術(shù)有效的防止以太網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)沖突。所以以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)的不確定性將會(huì)使這50ms的延時(shí)提高。

系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以在PC機(jī)上使用RSlogix500軟件對(duì)SLC500編程，通過(guò)對(duì)O0或I1文件（已經(jīng)與變頻器建立映射關(guān)系）的讀寫就能夠完成較為復(fù)雜的電機(jī)協(xié)調(diào)控制。再運(yùn)用RSview32能夠以直觀的圖形化的界面對(duì)整個(gè)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和控制。這套交流調(diào)速遠(yuǎn)程控制裝置穩(wěn)定可靠，顯示出網(wǎng)絡(luò)控制的思想和意義。系統(tǒng)構(gòu)成的方法可以作為遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考。