基于DeviceNet總線的無塵紙生產線網絡控制

由于我廠的設備分布比較分散，某些站點之間相距較遠。尤其是一些現場站點，相距離超過100米。因此所有DeviceNet網絡的傳輸速率都設定為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現場外,一百余臺變頻器的DeviceNet網絡系統分布在兩個馬達控制中心（MCC）室，這就實現了對電動機的集中控制，統一管理。（如圖4所示：MCC 室內DeviceNet變頻器網絡一角 注:圖中黃色電纜是網絡通訊纜）

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、屏蔽線分別地并聯接在一起，組成雛菊鏈形式的物理拓撲結構。在首尾終端兩站分別安裝了終端電阻。（121Ω，1%，1/4W）

5 DeviceNet的組態軟件及控制實現。

利用設備網RS-232-C的PC接口適配人器（1770-KFD）或設備網PC卡（1784-PCD）可以實現PC機與PLC的設備網掃描器的通訊.

DeviceNet的管理軟件RS Networx for DeviceNet 是基于Windows平臺的軟件，利用它可以組態設備網并進行項目管理和網絡故障診斷等。它支持A-B及第三方設備組態電子數據表（EDS）。

DeviceNet規約定義了顯式報文（Explicit Message）和I/O報文（I/O Message）兩種不同性質的報文，兩種報文可以同時在總線上傳送。
組態過程中,首先應組態掃描器，設置掃描器與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。

組態網絡上各個站時，先要定義各個站的地址(即站號)。站的地址可以不連續，但要與各站適配器DIP開關設定相一致。

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，具有較高的優先級，從而保證它的實時性。

對于變頻器、軟起動器等設備類站點，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之間對應的“軟”I/O關系。

再利用PLC５的編程軟件ＲＳlogix5編制出塊傳送（BTR/BTW）命令，實現ＰＬＣ對設備網上工作站I/O信息采集和控制。PLC控制程序就可以根據各站的工作狀態向各站發出控制命令，以達到工藝要求。

由于我公司的各PLC都連接到Ethernet上，網上中控制室內有Rsview32監控工作站。各顯示器可顯示出RS view不同工藝區域的監控界面。在中控室既可以控制全廠的設備，也可查看各站點的當前工作狀態，人機界面非常友好。

6．DeviceNet 網絡的使用體會。

（1）DeviceNet現場總線可以節省大量費用。

從安裝階段來看，只通過一根通訊纜，就實現了對整個網上各站點供電及通訊，相對于點對點的控制方式，節省大量的電纜,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：利用網絡通訊及“軟”Ｉ／Ｏ方式，也節約了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，都可從DeviceNet網絡通訊實現，節約了I/O模塊，尤其是模擬I/O模塊，費用相當昂貴。

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

采用數據通訊方式來控制各站，不但極大減少了傳統點對點方式的電纜數量，也使故障環節大大減少，系統穩定性進一步提高。

通過設備網使MCC的集中控制的形式十分有效，極大方便了設備故障的診斷。例如對變頻器的控制，由于采用MCC及網絡控制方式，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。當某臺變頻器發生故障時，不但可以從總控室看到報警信息，還可以從網絡掃描器或變頻器的人機界面上獲得報警信息，方便快捷。

（3） 系統監控更加方便、智能化。

通過RSview監控界面方式，中控室可以隨時訪問和控制設備網上的一些站點,根據需要調整控制參數又;可以監控網上設備的工作狀態，例如電機電流、溫度等參數，以確保各設備正常工作。

7. DeviceNet網絡的維護及故障處理體會：

（1） 通訊干擾問題

我廠運轉調試階段曾經發生過某些站點的狀態顯示（控制室RSview人機界面）與其實際工作狀態有時不相一致或控制命令執行不嚴格現象。經診斷及分析, 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（只有在預防性維護或系統故障時才可以）的情況下，測量網上任何兩個CAN-H（藍色線）與 CAN-L（白色線）端子之間的電阻應在60Ω-70Ω左右即可（因我廠用的是菊花鏈結構）。

2）.可靠連接DeviceNet網絡的接地導線，消除外界噪音干擾。

為防止環流，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絡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檢查就可確保網絡通訊系統工作良好可靠。

此外，為確保通訊可靠，網絡布線時應注意以下情況：

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

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

若設備某站點發生故障，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，則該網絡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，這是一個應該注意的問題。

8.結束語：

無塵紙生產線由于采用了DeviceNet 現場總線控制技術，極大提高了控制系統的可靠性和實時性。利用現場總線技術進行生產線的自動化控制是一種理想的解決方案?，F場總線技術的顯著優點，決定著其廣泛應用是控制領域的必然趨勢。