基于DeviceNet總線的無塵紙生產(chǎn)線網(wǎng)絡(luò)控制

由于我廠的設(shè)備分布比較分散，某些站點之間相距較遠。尤其是一些現(xiàn)場站點，相距離超過100米。因此所有DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率都設(shè)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位于生產(chǎn)現(xiàn)場外,一百余臺變頻器的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分布在兩個馬達控制中心（MCC）室，這就實現(xiàn)了對電動機的集中控制，統(tǒng)一管理。（如圖4所示：MCC 室內(nèi)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式分接口（ 注：現(xiàn)場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、通訊線、屏蔽線分別地并聯(lián)接在一起，組成雛菊鏈形式的物理拓撲結(jié)構(gòu)。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)軟件及控制實現(xiàn)。

利用設(shè)備網(wǎng)RS-232-C的PC接口適配人器（1770-KFD）或設(shè)備網(wǎng)PC卡（1784-PCD）可以實現(xiàn)PC機與PLC的設(shè)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(shè)備網(wǎng)并進行項目管理和網(wǎng)絡(luò)故障診斷等。它支持A-B及第三方設(shè)備組態(tài)電子數(shù)據(jù)表（EDS）。

DeviceNet規(guī)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，兩種報文可以同時在總線上傳送。
組態(tài)過程中,首先應(yīng)組態(tài)掃描器，設(shè)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)上各個站時，先要定義各個站的地址(即站號)。站的地址可以不連續(xù)，但要與各站適配器DIP開關(guān)設(shè)定相一致。

對于Flex I/O 或Armor Block I/O 等I/O類型的工作站，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，從而保證它的實時性。

對于變頻器、軟起動器等設(shè)備類站點，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;定義通訊方式和(我們定義為polled 方式,每個掃描周期);建立與PLC之間對應(yīng)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，實現(xiàn)ＰＬＣ對設(shè)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(jù)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(nèi)有Rsview32監(jiān)控工作站。各顯示器可顯示出RS view不同工藝區(qū)域的監(jiān)控界面。在中控室既可以控制全廠的設(shè)備，也可查看各站點的當(dāng)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。

（1）DeviceNet現(xiàn)場總線可以節(jié)省大量費用。

從安裝階段來看，只通過一根通訊纜，就實現(xiàn)了對整個網(wǎng)上各站點供電及通訊，相對于點對點的控制方式，節(jié)省大量的電纜,橋架等。不但縮短了安裝時間，而且降低了安裝費用。

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

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

（2） 設(shè)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設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，使設(shè)備故障率大大降低；各站點通訊端子支持帶電熱插拔，若某一站點出現(xiàn)問題及故障排除，不影響網(wǎng)上其他站點正常工作。

采用數(shù)據(jù)通訊方式來控制各站，不但極大減少了傳統(tǒng)點對點方式的電纜數(shù)量，也使故障環(huán)節(jié)大大減少，系統(tǒng)穩(wěn)定性進一步提高。

通過設(shè)備網(wǎng)使MCC的集中控制的形式十分有效，極大方便了設(shè)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(dāng)某臺變頻器發(fā)生故障時，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(tǒng)監(jiān)控更加方便、智能化。

通過RSview監(jiān)控界面方式，中控室可以隨時訪問和控制設(shè)備網(wǎng)上的一些站點,根據(jù)需要調(diào)整控制參數(shù)又;可以監(jiān)控網(wǎng)上設(shè)備的工作狀態(tài)，例如電機電流、溫度等參數(shù)，以確保各設(shè)備正常工作。

7. DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的維護及故障處理體會：

（1） 通訊干擾問題

我廠運轉(zhuǎn)調(diào)試階段曾經(jīng)發(fā)生過某些站點的狀態(tài)顯示（控制室RSview人機界面）與其實際工作狀態(tài)有時不相一致或控制命令執(zhí)行不嚴(yán)格現(xiàn)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(yù)防性維護或系統(tǒng)故障時才可以）的情況下，測量網(wǎng)上任何兩個CAN-H（藍色線）與 CAN-L（白色線）端子之間的電阻應(yīng)在60Ω-70Ω左右即可（因我廠用的是菊花鏈結(jié)構(gòu)）。

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

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

接地方法為：將Ｖ－與Shield及Drain與PE可靠連接

通過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(tǒng)工作良好可靠。

此外，為確保通訊可靠，網(wǎng)絡(luò)布線時應(yīng)注意以下情況：

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

（2） 若某一站點的設(shè)備發(fā)生故障，而庫存又沒有同型號的備件更換，可能會造成麻煩。

若設(shè)備某站點發(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（EDS）與掃描列表(Scan list)不一致.掃描器就會有報警, 該站也無法正常工作。這時，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，這是一個應(yīng)該注意的問題。

8.結(jié)束語：

無塵紙生產(chǎn)線由于采用了DeviceNet 現(xiàn)場總線控制技術(shù)，極大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和實時性。利用現(xiàn)場總線技術(shù)進行生產(chǎn)線的自動化控制是一種理想的解決方案?，F(xiàn)場總線技術(shù)的顯著優(yōu)點，決定著其廣泛應(yīng)用是控制領(lǐng)域的必然趨勢。