AB1336 PLUS Ⅱ變頻器在總線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

引言

　　傳統(tǒng)的PLC實(shí)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(dāng)繁瑣。變頻器本身有動(dòng)力線和控制線，在大型生產(chǎn)線中應(yīng)用較多，如遇大規(guī)模的改造，其重新布線的工程量和費(fèi)用較多。AB Devicenet總線控制系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)方便、結(jié)構(gòu)靈活、安裝簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，省去了大量的柜間聯(lián)線，減少了安裝費(fèi)用。編程軟件和組態(tài)軟件具有在線故障診斷功能，使調(diào)試和維護(hù)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(chǎn)線基于AB Devicenet總線控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。

1 現(xiàn)場(chǎng)總線概述

　　近年來(lái)，隨著控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，測(cè)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制和通信領(lǐng)域的結(jié)合應(yīng)用已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。工業(yè)自動(dòng)化目前正朝現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)方向發(fā)展?；诂F(xiàn)場(chǎng)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(shù)發(fā)展的必然要求。

　　現(xiàn)場(chǎng)總線（field bus）是用于最終控制設(shè)備與上層自動(dòng)化控制設(shè)備之間的雙向串行通信鏈絡(luò)，采用可進(jìn)行簡(jiǎn)單連接的雙絞線等作為總線，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，執(zhí)行協(xié)議直觀，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)性能又能令人滿意。同時(shí)并按公開(kāi)、規(guī)范的通信協(xié)議，在位于現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備之間及現(xiàn)場(chǎng)儀表與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成各種適應(yīng)實(shí)際需要的自動(dòng)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(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場(chǎng)總線，其特點(diǎn)是低成本、開(kāi)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(guó)羅克韋爾公司支持的DeviceNet是IEC62026標(biāo)準(zhǔn)之一，網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)可采用五線制電纜，它包括了二條信號(hào)線，二條24V電源線和一條屏蔽線。DeviceNet設(shè)備可以從網(wǎng)絡(luò)上直接獲得電源，并能在線地從網(wǎng)絡(luò)上連接和切下設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)線工藝流程復(fù)雜，系統(tǒng)設(shè)備控制較多，分布在三層工房?jī)?nèi)，控制點(diǎn)多且位置分散。廠家為避免傳統(tǒng)控制系統(tǒng)需敷設(shè)大量電纜，給設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試和維護(hù)帶來(lái)很大麻煩的缺點(diǎn)，經(jīng)綜合考慮采用采用基于設(shè)備控制層、集中監(jiān)控層和生產(chǎn)管理層的三層管控一體化電控系統(tǒng)：

　　其設(shè)備控制層為AB的Devicenet網(wǎng)，主要控制底層設(shè)備；
　　集中監(jiān)控層主站SLC504 PLC通過(guò)機(jī)架插槽上的控制網(wǎng)模塊，通過(guò)同軸電纜上與Contrologix5550 PLC以及監(jiān)控機(jī)等上AB的Controlnet控制主網(wǎng)；
　　生產(chǎn)管理層與集中監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)Ethernet網(wǎng)絡(luò)連接，兩臺(tái)監(jiān)控機(jī)工作站、服務(wù)器、數(shù)據(jù)處理機(jī)、工程師站、質(zhì)檢室工作站及打印機(jī)，均建立在同一個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)上,與底層的設(shè)備控制層共同構(gòu)成三級(jí)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(chǎn)管理系統(tǒng)及設(shè)備控制層主站PLC集中于中央控制室內(nèi)。設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)電控柜組及分布式I/O現(xiàn)場(chǎng)操作箱，負(fù)責(zé)直接控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及信息交換。現(xiàn)場(chǎng)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(guò)1756-CNBR模塊上Controlnet網(wǎng)進(jìn)行通信。電控柜組及現(xiàn)場(chǎng)操作箱均通過(guò)FlexI/O接入Devicenet網(wǎng)[3>。在電控柜組上設(shè)置Panelview1400作為現(xiàn)場(chǎng)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(lái)看，采用 Devicenet總線利于發(fā)揮其低成本、二次開(kāi)發(fā)容易的特點(diǎn)，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(guò)PLC輸入輸出模塊接聯(lián)接線則還有線纜較多的毛??；如將控制線接入本地子站則浪費(fèi)I/O點(diǎn)，增加了I/O的模塊數(shù)，浪費(fèi)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(guò)總線實(shí)現(xiàn)控制節(jié)省了I/O點(diǎn)，[4>也能充分利用已計(jì)劃投入的 DeviceNet器件接口和費(fèi)用，特別是能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，包括本地和中控模式的手自動(dòng)設(shè)置和頻率的設(shè)置，自動(dòng)化程度高，且變頻器放在控制柜內(nèi)一是可方便維護(hù)，二上可降低保護(hù)等級(jí)和費(fèi)用。

　　經(jīng)以上討論和權(quán)衡，廠家決定變頻器上Devicenet網(wǎng)。