采用DeviceNet 现场总线控制技术的无尘纸生产线网络控制-工业控制
1. 引言:
无尘纸(又名膨化芯材)是一种高附加值的新型卫生用品。它具有卓越的高吸湿性、可靠锁水性、卫生安全性等优点,广泛应用于妇女卫生巾、成人尿失禁、婴儿纸尿裤等产品领域。
由于DeviceNet设备网是基于生产者/客户网络模式,它使控制数据能够同时到达网上的各个站点单元,网络利用率高;它允许状态切换的报文发送,可以实现更快的响应,有效地减少了网络通讯量。周期性的报文发送,提供了更好的确定性;对等通信,允许数据和状态信息在设备间进行交换;这些优点都为更高的生产率提供了有力保障。
2. 无尘纸生产线的开放式网络控制结构:
我公司无尘纸生产线全套从欧洲进口,是目前本行业内最先进的设备.其控制系统吸收了美国罗克韦尔公司的全方位自动化的理念,贯穿其Netlinx体系的各级网络。
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图1罗克韦尔自动化通讯网络示意图
实现了从信息层(Ethernet)到控制层(ControlNet)和现场层(DeviceNet)的无缝连接。如图1所示.
无尘纸要求较为严格的生产工艺条件,它属于一种干法造纸(Dry Forming)的过程。其基本工艺过程是:在恒温、恒湿、恒气压的环境中将粉碎的木浆、纤维、SAP、PE 粉末等原材料通过成型站均匀成型,再经过喷胶、加热/熔化、热压、冷却、分切、打卷等过程,制造出合格产品。
我公司的生产线控制层共包括九台具有以太网功能的A-B PLC5(八台)和A-B SLC500(一台)可编程序控制器。它们分别控制:空调(Main Air condition)、原材料准备(Raw material preparation)、松卷机(Tissue Unwinder)、热油加热系统(Hot oil System)、过滤包装系统(Main Filter system)、主线控制系统(Main Line)、打卷系统(Reel)等九个工艺区域。
其中六台PLC安装在位于厂房中部的马达控制中心MCC1房间的PLC控制柜内。各PLC的以太网接口都通过双绞线连接到PLC柜内的集线器(HUB)上。另三台PLC安装在设备现场的控制柜内,它们的以太网接口都通过光纤也连接到MCC1的集线器(HUB)上。
五台装有RSview32软件的A-B 工业PC机安装在中控室内,它们的以太网接口都连接到中控室一个HUB上,再通过一根光纤也连接到PLC柜内的HUB上。该网通过HUB还与企业Intranet相连,这样一来,通过TCP/IP协议组成Ethernet网络,构成信息(管理)层。( 如下图2 所示:控制层和信息层网络示意图)
各台可编程序控制器除挂接本地及远程I/O模块、Panel View人机界面等装置外,大多安装了DeviceNet扫描器(1771-SDN或1747-SDN),并通过DeviceNet通讯模块(1336-GM5,1203-GK5,1794-ADN等)下挂现场智能设备,如变频器,电机软起动器,Flex I/O,9000系列光电开关等组成DeviceNet设备网,实现了对现场级装置的有效控制。
3.DeviceNet 的功能及特点:
DeviceNet 是基于CAN-BUS技术的一种现场总线,它是一种开放型的,符合IEC61158国际现场总线工业标准的通讯网络。
DeviceNet 用于现场设备与PLC之间的通讯网络,传输速率可设定为125、250、500KPBS,传输最大距离为500米,最多节点(站点)为64个,允许在线组态和带电热插拔。
DeviceNet支持主/从、多主、对等等通讯方式。用户的PLC可以利用控制程序及上位PC机的数据,通过DeviceNet网络实现对现场设备有效监控。
DeviceNet 可以用罗克韦尔公司的RS Networx for DeviceNet 或DeviceNet Manager 软件进行网络组态和管理。
DeviceNet网络结构简单,实时性强,它采用生产者/客户模式,提供了强有力的故障诊断与排除能力,是一种理想的设备层现场总线。
4.无尘纸生产线Devicenet 网络的物理构造。
我公司DeviceNet网络以四台A-B PLC5-40E和一台SLC5/04为主机。PLC机本地机架上都安装了DeviceNet扫描器模块(A-B 1771-SDN或1747-SDN)。1771扫描器有两个通道,每个通道最多可以外接64个站(一般应接63个)。每个PLC利用本机网络扫描器通过DeviceNet通讯适配器 (1203-GK5,1336-GM5,1794-AND等)来下挂本控制区域的各台现场总线设备。这些站点主要包括:A-B 变频器(1336F,1336E,160SSC系列,)A-B电机软起动器(SMC 150系列) FLEX I/O(1794系列); ARMOR Block防护型I/O组件,9000系列光电开关等。
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