AB1336 PLUS Ⅱ變頻器在總線控制系統(tǒng)中的應用

引言

　　傳統(tǒng)的PLC實行集中控制，所有的電纜都必須連接至PLC控制柜，布線和接線相當繁瑣。變頻器本身有動力線和控制線，在大型生產線中應用較多，如遇大規(guī)模的改造，其重新布線的工程量和費用較多。AB Devicenet總線控制系統(tǒng)具有設計方便、結構靈活、安裝簡便的特點，省去了大量的柜間聯(lián)線，減少了安裝費用。編程軟件和組態(tài)軟件具有在線故障診斷功能，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膨脹煙絲配套生產線基于AB Devicenet總線控制系統(tǒng)中的具體應用。

1 現(xiàn)場總線概述

　　近年來，隨著控制技術、計算機技術和網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，測控技術、計算機控制和通信領域的結合應用已經成為大勢所趨。工業(yè)自動化目前正朝現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)方向發(fā)展。基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)（FCS）成為新一代的工業(yè)控制系統(tǒng)，將逐步取代傳統(tǒng)的DCS，這是技術發(fā)展的必然要求。

　　現(xiàn)場總線（field bus）是用于最終控制設備與上層自動化控制設備之間的雙向串行通信鏈絡，采用可進行簡單連接的雙絞線等作為總線，具有結構簡單，執(zhí)行協(xié)議直觀，價格低廉等優(yōu)點，同時性能又能令人滿意。同時并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在位于現(xiàn)場的多個微機化測量控制設備之間及現(xiàn)場儀表與遠程監(jiān)控計算機之間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成各種適應實際需要的自動控制系統(tǒng)。

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

2 案例廠家的電控方案

　　該生產線工藝流程復雜，系統(tǒng)設備控制較多，分布在三層工房內，控制點多且位置分散。廠家為避免傳統(tǒng)控制系統(tǒng)需敷設大量電纜，給設計、施工、調試和維護帶來很大麻煩的缺點，經綜合考慮采用采用基于設備控制層、集中監(jiān)控層和生產管理層的三層管控一體化電控系統(tǒng)：

　　其設備控制層為AB的Devicenet網(wǎng)，主要控制底層設備；
　　集中監(jiān)控層主站SLC504 PLC通過機架插槽上的控制網(wǎng)模塊，通過同軸電纜上與Contrologix5550 PLC以及監(jiān)控機等上AB的Controlnet控制主網(wǎng)；
　　生產管理層與集中監(jiān)控系統(tǒng)通過Ethernet網(wǎng)絡連接，兩臺監(jiān)控機工作站、服務器、數(shù)據(jù)處理機、工程師站、質檢室工作站及打印機，均建立在同一個工業(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(tǒng)。

3 變頻器上Devicenet網(wǎng)的討論

　　該系統(tǒng)把集中監(jiān)控系統(tǒng)、生產管理系統(tǒng)及設備控制層主站PLC集中于中央控制室內。設備控制系統(tǒng)設電控柜組及分布式I/O現(xiàn)場操作箱，負責直接控制現(xiàn)場設備及信息交換?，F(xiàn)場控制系統(tǒng)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1756-CNBR模塊上Controlnet網(wǎng)進行通信。電控柜組及現(xiàn)場操作箱均通過FlexI/O接入Devicenet網(wǎng)[3>。在電控柜組上設置Panelview1400作為現(xiàn)場操作界面，Panelview1400具備Devicenet接口適配器，與Devicenet網(wǎng)連接。

　　從以上配置來看，采用 Devicenet總線利于發(fā)揮其低成本、二次開發(fā)容易的特點，并且不需要昂貴的連接線路。若變頻器不上總線，按原控制模式放在本地，如通過PLC輸入輸出模塊接聯(lián)接線則還有線纜較多的毛?。蝗鐚⒖刂凭€接入本地子站則浪費I/O點，增加了I/O的模塊數(shù)，浪費投資。若變頻器上總線則需要投入一部分接口卡1203-GK5的投資，但可通過總線實現(xiàn)控制節(jié)省了I/O點，[4>也能充分利用已計劃投入的 DeviceNet器件接口和費用，特別是能實現(xiàn)遠程控制，包括本地和中控模式的手自動設置和頻率的設置，自動化程度高，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。

　　經以上討論和權衡，廠家決定變頻器上Devicenet網(wǎng)。