DeviceNet总线在滑撬输送系统中的应用

DeviceNet总线在滑撬输送系统中的应用2006-4-810:42:45【文章字体：大中小】打印收藏关闭DeviceNet工业现场总线具有数据传输可靠、响应速度快、抗电磁干扰能力强等优点，DeviceNet网络作为一种具有较高性能价格比的工业现场总线，在汽车工业领域有着非常广阔的应用前景。工业现场总线是安装在生产过程区域中现场设备与自动控制系统之间的一种串行、数字式、多点、双向通讯的数据链路，它沟通了生产过程领域的现场级设备之间以及更高层次自动控制领域的车间级设备之间的联系。在近20年的时间里，现场总线控制系统以其巨大的技术优势广泛应用于汽车、冶金、石化、电力、纺织等领域。星马重型汽车有限公司（以下简称“星马公司”）涂装车间滑撬输送线的电气控制系统由图尔克(天津)传感器有限公司总线系统部安装、调试。此滑撬输送控制系统的自动化程度高、现场检测信号多、逻辑关系复杂，各区域工艺设备和滚床输送线上有大量的联锁、互锁信号。我们根据滑撬输送系统的工艺设计要求，通过6条DeviceNet现场总线构建整个系统的控制网络，连接生产现场的IP67分布式I/O模块、IP20组合式I/O从站和所有的变频传动装置等，使得滑撬输送线控制稳定可靠，在控制性能方面具有极强的实时响应性和灵活性，易于维护和扩展。DeviceNet总线的特点DeviceNet总线是目前国际上普遍采用的工业现场总线之一，其主要特点有：*基于CAN芯片技术，具有强大的通信功能；*DeviceNet总线网络具有强大的抗电磁干扰能力；*DeviceNet网络接口模块（主单元）一般都具有系统状态指示窗，可以实时地显示状态信息和故障类型，便于系统的故障诊断；*总线网络采用了“主干+分支”的拓扑结构，最多可以支持64个节点；*电源线和通信线在同一电缆内，其中总线电源为DC24V，它向节点提供工作电源并向输入设备提供电源，而输出则采用辅助电源供电，这样就确保了网络通信不受负载输出的影响。综合DeviceNet总线的上述特点，特别是DeviceNet网络技术采用了数字信号通信，数据传输可靠、响应速度快、抗干扰能力强，灵活的“主干+分支”结构可以节约大量的线缆，安装更加快速简便，具有较高的性能价格比。下表所示为DeviceNet总线的通信速率和通信距离的对应关系。系统描述星马公司涂装车间滑撬输送系统的主要工艺流程是：经过电泳后的工件——“车架”转挂到滑撬输送线上，工件依次经过电泳烘干室、电泳存储段、电泳打磨室、板金修整室，再密封工件、喷PVC胶，然后依次送入中涂喷漆室、中涂烘干室、中涂检查室，最后按顺序进入面漆喷漆室、面漆烘干室、面漆检查室和AUDIT工位，在进行了修补和喷腊后，将工件最终送入总装车间，而空撬体则返回电泳转挂工位，等待新的一个循环周期。基于上述生产工艺流程和系统现场控制的要求，此滑撬输送线电控系统采用了两套ControlLogix5000型PLC控制器，控制器通过管理层网络连接到中央控制室进行工位监控，而PLC控制器与现场设备之间的连接则全部通过DeviceNet网络来实现。每台PLC控制器上配置了3块DeviceNet网络接口模块（1756-DNB），从而将整个控制系统分成6条DeviceNet网络，连接着生产现场不同的工艺段，将各区域的TURCKIP67分布式I/O模块和IP20组合式I/O从站以及控制设备电机的变频器等连接到网络上，实现了对现场各区域的滚床、积放链、电动移行机、滑撬升降机等机械输送设备的精确控制。图1所示为系统网络的基本配置。TURCK现场分布式I/O模块的防护等级为IP67，因此无需加任何防护措施，可以直接安装于生产现场，模块本身就具备防尘、防水、抗震动的能力。将滑撬输送线上的输入、输出信号，如检测滑撬占位的接近开关、检测电动移行机运行位置的传感器、极限开关及急停旋钮、报警柱灯等，全部直接连接到TURCK分布式I/O模块上。现场输入、输出信号的连接采用预铸式I/O线缆，这使得接线工作非常简单直观，大大减少了错误接线的可能性。支持DeviceNet总线协议的TURCK分布式I/O模块具有针对到每一个I/O通道的保护能力——“点保护功能”。点保护的作用就是当现场模块某个通道的I/O信号出现诸如短路等故障时，在同一个模块上其他通道的I/O信号都不受任何影响，可以继续正常工作。而当此通道的短路故障消除后，该通道的I/O信号可自动恢复正常工作，通道本身不会有任何损坏。点保护功能在系统电气调试过程中，为实现现场接线工作和调试工作的同步进行提供了很大便利。DeviceNet网络调试DeviceNet网络连接的正确与否直接关系到整个滑撬输送控制系统能否正常工作，因此，在进行DeviceNet网络连接时应特别注意以下几点：*每条DeviceNet总线最多可以连接64个节点，每个节点的总线地址不能重复；*DeviceNet网络的首尾两端必须安装终端电阻，其阻值为120Ω；*DeviceNet总线电缆是由五芯导线组成，其中无色裸线为屏蔽层、红色线为+Voltage(24VDC)、黑色线为-Voltage(0VDC)、蓝色线为CAN_H、白色线为CAN_L，接线时务必做到正确、牢固；*DeviceNet网络要求有且仅有一点接地。在连接好DeviceNet网络之后，需要对网络进行测试。当各种测试值(如网络终端阻值、对地阻值、共模电压检测值等)达到正常标准时，表示DeviceNet总线连接正确；然后通过DeviceNet网络组态软件进行相应配置，分配总线地址和I/O地址；待网络组态配置完成后，当DeviceNet接口模块（主单元）的状态指示窗里显示“00”时则表示DeviceNet总线已工作正常，否则，在状态指示窗里会交替显示故障代码号和节点地址号，这时需要根据提示来查找相关故障。TURCK现场总线模块自身具有很强的故障自诊断能力，每个模块的通讯故障以及模块的每个输入/输出通道的短路（或断路）故障都可以在模块上实时地显示出来，这就使系统调试人员或设备维护人员能够快速、准确地找到故障发生的位置，并排除故障，从而使控制系统的故障停机时间大幅减少，这也是使用现场总线技术的最大优势之一。DeviceNet网络组态首先，进入RSNetWorxforDeviceNet网络组态软件的主窗口，在线联机后启动“网络上载”功能，读取DeviceNet网络的硬件信息，其界面如图2所示；然后，双击网络接口模块，进入“模块属性”配置窗口，将TURCK现场I/O模块导入网络接口模块（主单元）中，然后在“Input”和“Output”子窗口里配置DeviceNet总线网络上各个从站的I/O地址并下载到PLC。A2243文：图尔克(天津)传感器有限公司王浩