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DeviceNet在无尘纸出产控制系统中的使用

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…

1. 导言:

无尘纸(又叫膨化芯材)是一种高附加值的新式卫生用品。它具有杰出的高吸湿性、牢靠锁水性、卫生安全性等长处,广泛运用于妇女卫生巾、成人尿失禁、婴儿纸尿裤等产品范畴。为满意亚太地区对无尘纸日益增长的市场需求,世界无纺布职业巨子英国BBA集团公司于1999年在我国天津出资成立了博爱(我国)膨化芯材有限公司;并设备了现在世界上最先进的无尘纸出产线,于2001年秋正式投产,年出产才能16000吨。
无尘纸的杰出特性不光来自于高质量的出产质料,更取决于安稳牢靠的出产工艺。我公司无尘纸出产线的微弱产能和产品的优秀质量,源自世界一流的罗克韦尔自动化公司开放式网络操控体系及设备。尤其是设备网现场总线DeviceNet的运用,不光提高了操控体系的牢靠性与实时性,更极大便利了设备的操作、监控,设备保护及毛病确诊与扫除等。
因为DeviceNet设备网是依据出产者/客户网络方法,它使操控数据能够一同抵达网上的各个站点单元,网络运用率高;它答应状况切换的报文发送,能够完成更快的呼应,有用地减少了网络通讯量。周期性的报文发送,供给了更好确实定性;对等通讯,答应数据和状况信息在设备间进行交流;这些长处都为更高的出产率供给了有力确保。
2. 无尘纸出产线的开放式网络操控结构:
我公司无尘纸出产线全套从欧洲进口,是现在本职业界最先进的设备.其操控体系吸收了美国罗克
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。


图1罗克韦尔自动化通讯网络示意图

完成了从信息层(Ethernet)到操控层(ControlNet)和现场层(DeviceNet)的无缝衔接。如图1所示.
无尘纸要求较为严厉的出产工艺条件,它归于一种干法造纸(Dry Forming)的进程。其根本工艺进程是:在恒温、恒湿、恒气压的环境中将破坏的木浆、纤维、SAP、PE 粉末等原材料经过成型站均匀成型,再经过喷胶、加热/熔化、热压、冷却、分切、打卷等进程,制造出合格产品。
我公司的出产线操控层共包含九台具有以太网功用的A-B PLC5(八台)和A-B SLC500(一台)可编程序操控器。它们别离操控:空调(Main Air condition)、原材料预备(Raw material preparation)、松卷机(Tissue Unwinder)、热油加热体系(Hot oil System)、过滤包装体系(Main Filter system)、主线操控体系(Main Line)、打卷体系(Reel)等九个工艺区域。
其间六台PLC设备在坐落厂房中部的马达操控中心MCC1房间的PLC操控柜内。各PLC的以太网接口都经过双绞线衔接到PLC柜内的集线器(HUB)上。另三台PLC设备在设备现场的操控柜内,它们的以太网接口都经过光纤也衔接到MCC1的集线器(HUB)上。
五台装有RSview32软件的A-B 工业PC机设备在中控室内,它们的以太网接口都衔接到中控室一个HUB上,再经过一根光纤也衔接到PLC柜内的HUB上。该网经过HUB还与企业Intranet相连,这样一来,经过TCP/IP协议组成Ethernet网络,构成信息(办理)层。( 如下图2 所示:操控层和信息层网络示意图)

图2 操控层和信息层网络示意图


各台可编程序操控器除挂接本地及长途I/O模块、Panel View人机界面等设备外,大多设备了DeviceNet扫描器(1771-SDN或1747-SDN),并经过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,完成了对现场级设备的有用操控。

3.DeviceNet 的功用及特色:
DeviceNet 是依据CAN-BUS技能的一种现场总线,它是一种开放型的,契合IEC61158世界现场总线工业规范的通讯网络。
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,传输最大间隔为500米,最多节点(站点)为64个,答应在线组态和带电热插拔。
DeviceNet支撑主/从、多主、对等等通讯方法。用户的PLC能够运用操控程序及上位PC机的数据,经过DeviceNet网络完成对现场设备有用监控。
DeviceNet 能够用罗克韦尔公司的RS Networx for DeviceNet 或DeviceNet Manager 软件进行网络组态和办理。
DeviceNet网络结构简略,实时性强,它选用出产者/客户方法,供给了强有力的毛病确诊与扫除才能,是一种抱负的设备层现场总线。

4.无尘纸出产线Devicenet 网络的物理结构。
我公司DeviceNet网络以四台A-B PLC5-40E和一台SLC5/04为主机。PLC机本地机架上都设备了DeviceNet扫描器模块(A-B 1771-SDN或1747-SDN)。1771扫描器有两个通道,每个通道最多能够外接64个站(一般应接63个)。每个PLC运用本机网络扫描器经过DeviceNet通讯适配器 (1203-GK5,1336-GM5,1794-AND等)来下挂本操控区域的各台现场总线设备。这些站点首要包含: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。
典型的DeviceNet 网络选用干线/支线物理结构方法。而我公司选用的是雏菊链(Daisy Chain)的环行衔接方法,运用Belden规范圆形五芯屏蔽通讯电缆将各个站点衔接起来。( 如下图3所示,雏菊链的DeviceNet设备通讯网络;以变频器网络为例)

图3变频器雏菊链(Daisy Chain)的DeviceNet设备通讯网络

因为我厂的设备散布比较涣散,某些站点之间相距较远。尤其是一些现场站点,相间隔超越100米。因而一切DeviceNet网络的传输速率都设定为125KBPS, 以确保通讯牢靠。除了散布式I/O, 人机界面和传感器等站点坐落出产现场外,一百余台变频器的DeviceNet网络体系散布在两个马达操控中心(MCC)室,这就完成了对电动机的集中操控,统一办理。( 如图4所示:MCC 室内DeviceNet变频器网络一角 注:图中黄色电缆是网络通讯缆)
在DeviceNet各作业站之间,咱们大都选用了敞开式分接口( 注:现场的一些站选用密封的T型分接口或密封衔接口 ),将站与站之间的电源线、通讯线、屏蔽线别离地并联接在一同,组成雏菊链方法的物理拓扑结构。在首尾终端两站别离设备了终端电阻。(121Ω,1%,1/4W)

图4 MCC 室内DeviceNet变频器网络一角

5 DeviceNet的组态软件及操控完成。
运用设备网RS-232-C的PC接口适配人器(1770-KFD)或设备网PC卡(1784-PCD)能够完成PC机与PLC的设备网扫描器的通讯.
DeviceNet的办理软件RS Networx for DeviceNet 是依据Windows渠道的软件,运用它能够组态设备网并进行项目办理和网络毛病确诊等。它支撑A-B及第三方设备组态电子数据表(EDS)。
DeviceNet规约界说了显式报文(Explicit Message)和I/O报文(I/O Message)两种不同性质的报文,两种报文能够一同在总线上传送。
组态进程中,首先应组态扫描器,设置扫描器与PLC之间的I/O地址界面,树立扫描器与各站适配器之间的通讯。
组态网络上各个站时,先要界说各个站的地址(即站号)。站的地址能够不接连,但要与各站适配器DIP开关设定相一致。
关于Flex I/O 或Armor Block I/O 等I/O类型的作业站,咱们选用I/O报文(I/O Message)的方法,分配各站的输入和输出。I/O报文是周期传送的,具有较高的优先级,然后确保它的实时性。
关于变频器、软起动器等设备类站点,咱们选用显式报文(Explicit Message)的方法,分配PLC和各站之间发送/接纳的字长;界说通讯方法和(咱们界说为polled 方法,每个扫描周期);树立与PLC之间对应的“软”I/O联系。
再运用PLC5的编程软件RSlogix5编制出块传送(BTR/BTW)指令,完成PLC对设备网上作业站I/O信息收集和操控。PLC操控程序就能够依据各站的作业状况向各站宣布操控指令,以到达工艺要求。
因为我公司的各PLC都衔接到Ethernet上,网上中操控室内有Rsview32监控作业站。各显示器可显示出RS view不同工艺区域的监控界面。在中控室既能够操控全厂的设备,也可检查各站点的当前作业状况,人机界面十分友爱。

6.DeviceNet 网络的运用领会。
(1)DeviceNet现场总线能够节省很多费用。
从设备阶段来看,只经过一根通讯缆,就完成了对整个网上各站点供电及通讯,相关于点对点的操控方法,节省很多的电缆,桥架等。不光缩短了设备时间,并且下降了设备费用。
从操控上来看:运用网络通讯及“软”I/O方法,也节省了I/O模块和大笔资金。
如对变频器作业站,发动/中止,加快/减速等指令;电压、电流、温度等参数,都可从DeviceNet网络通讯完成,节省了I/O模块,尤其是模仿I/O模块,费用适当贵重。
(2) 设备毛病率大大下降,且确诊便利,扫除敏捷。
DeviceNet因为仅用一条通讯电缆操控整个设备网络,使设备毛病率大大下降;各站点通讯端子支撑带电热插拔,若某一站点出现问题及毛病扫除,不影响网上其他站点

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