1 前言
廈門卷煙廠由國家煙草局的批準(zhǔn)建立一條CO2膨脹煙絲生產(chǎn)線,來滿足市場(chǎng)的需求。經(jīng)過協(xié)商,廈門卷煙廠CO2膨脹煙絲自動(dòng)系統(tǒng)采用ControlNet網(wǎng)絡(luò)作為主控制網(wǎng)絡(luò),并且網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是冗余雙網(wǎng),運(yùn)行安全可靠,實(shí)時(shí)性強(qiáng),易于擴(kuò)展;系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理。功能完善、便于操作。該系統(tǒng)是卷煙業(yè)ControlNet冗余網(wǎng)的成功運(yùn)用之一,達(dá)到了國內(nèi)外卷煙控制系統(tǒng)的先進(jìn)水平。該網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成功運(yùn)行了二年多,性能穩(wěn)定,已經(jīng)取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益?,F(xiàn)將該系統(tǒng)采用的AB控制網(wǎng)介紹如下:
2 AB控制網(wǎng)的概述
AB控制網(wǎng)采用一種新的通信模式,即生產(chǎn)者/客戶(Producer/Consumer)模式,這種模式允許網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn),同時(shí)從單個(gè)數(shù)據(jù)源存取相同數(shù)據(jù),它用于對(duì)時(shí)間有苛刻要求的應(yīng)用場(chǎng)合的信息傳輸,是高速確定性的網(wǎng)絡(luò)。它允許傳送無時(shí)間苛刻要求的報(bào)文數(shù)據(jù),但不會(huì)對(duì)有時(shí)間苛刻要求的傳送造成沖擊,它作為控制器和I/O設(shè)備之間的一條高速通信鏈路,綜合了現(xiàn)有各種網(wǎng)絡(luò)的能力。該網(wǎng)絡(luò)具有如下優(yōu)點(diǎn)
?、?/SPAN> 網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)同步、信息吞吐量大、速度快、效率快,從而能實(shí)現(xiàn)精確的同步控制以及實(shí)時(shí)性高的網(wǎng)絡(luò)控制。
?、?/SPAN> 在同一鏈路上,采用多控制器控制相互獨(dú)立的I/O。
?、?/SPAN> 節(jié)點(diǎn)可分成不同的優(yōu)先級(jí),以滿足不同的實(shí)時(shí)要求。
④ 每幀信息都有CRC校驗(yàn)和其他校驗(yàn)措施,數(shù)據(jù)傳輸誤碼率低。
⑤ 有嚴(yán)重故障的節(jié)點(diǎn)可自動(dòng)從網(wǎng)絡(luò)上切除,保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。
它作為控制器I/O設(shè)備之間的一條高速通信鏈路,綜合了現(xiàn)有的I/O和DH+鏈路的能力。完全可以滿足卷煙企業(yè)的生產(chǎn)要求。
3 CO2膨脹煙絲生產(chǎn)線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
廈門卷煙廠采用集散型測(cè)控管理系統(tǒng),設(shè)一個(gè)中心控制室主站和四個(gè)分現(xiàn)場(chǎng)(見圖1)。各PLC站之間通過ControlNet網(wǎng)絡(luò)通訊,中控室四臺(tái)PC機(jī)和服務(wù)器通過以太網(wǎng)通訊。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控由PLC完成,數(shù)據(jù)監(jiān)控及分析由工作站計(jì)算機(jī)承擔(dān)。各分站獨(dú)立運(yùn)行。通過網(wǎng)絡(luò)分享信息資源;中控室可監(jiān)控各分站的運(yùn)行,實(shí)行優(yōu)化調(diào)度。主控制網(wǎng)ControlNet冗余網(wǎng)下掛4臺(tái)型號(hào)為1756-L55M13的PLC,分別控制冷端、熱端、進(jìn)料端和出料端四個(gè)分站。根據(jù)各分站的不同情況,各PLC還通過DeviceNet
ControlNet網(wǎng)絡(luò)具有吞吐量高、資源共享、傳輸介質(zhì)為同軸電纜或光纖、支持冗余介質(zhì)、體系結(jié)構(gòu)靈活等特點(diǎn)。當(dāng)通信速度為5Mb/s時(shí),網(wǎng)絡(luò)刷新時(shí)間最小可達(dá)到2ms,可尋址節(jié)點(diǎn)數(shù)為99個(gè),同軸電纜傳輸距離達(dá)3km(光纖介質(zhì)使用中繼器時(shí)可達(dá)到30km)。這種通訊速度和距離在卷煙行業(yè)的應(yīng)用是綽綽有余的,可根據(jù)距離或廠房的實(shí)際情況選用同軸電纜或光纖。
ControlNet網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)高速確定性冗余網(wǎng)絡(luò),當(dāng)一條網(wǎng)線中斷時(shí),另一條網(wǎng)線會(huì)立刻工作,對(duì)通訊和控制沒有任何影響,保證安全生產(chǎn)。
ControlNet網(wǎng)絡(luò)組態(tài)和編程簡(jiǎn)單,通過ControlLogix Gateway,它能實(shí)現(xiàn)與Ethernet (以太網(wǎng))、DeviceNet(設(shè)備網(wǎng))、RIO(遠(yuǎn)程IO)、DH(數(shù)據(jù)高速公路)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換。這種靈活的連接方式使擴(kuò)容升級(jí)很容易,如煙廠需要再增加其它設(shè)備,只需再添加PLC,對(duì)原有系統(tǒng)不須更改。又如掛接到DeviceNet上的控制馬達(dá)的變頻器或軟啟動(dòng)器,可直接通過觸摸屏或由PLC向設(shè)備發(fā)送命令、控制設(shè)備的運(yùn)行,又可以從設(shè)備讀取數(shù)據(jù)、監(jiān)視設(shè)備的狀態(tài)、操作方便。
ControlNet網(wǎng)絡(luò)支持主從通信、多主通信、對(duì)等通信及這些通信的任意通信的混合形式。對(duì)輸入數(shù)據(jù)和對(duì)等通信數(shù)據(jù)實(shí)行多信道廣播,通信形式可以組態(tài)選擇,應(yīng)用靈活,并可以改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的性能。在傳送對(duì)時(shí)間有苛刻要求的控制信息的同時(shí),對(duì)其他無時(shí)間苛求的信息也能傳送。在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)刷新周期內(nèi),對(duì)時(shí)間有苛求的信息是一定要傳輸?shù)?。這就保證了控制的實(shí)時(shí)性和可靠性,在AB公司的一些應(yīng)用軟件上(如:Panelbuilder32)編輯Tag時(shí),有scheduled和unscheduled兩個(gè)選項(xiàng),可以對(duì)信息的傳送方式進(jìn)行選擇。
4 通信模式
ControlNet網(wǎng)絡(luò)是基于開放網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一種新的“生產(chǎn)者/客戶”通信模式。它允許網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn),同時(shí)從單個(gè)的數(shù)據(jù)源存取相同的數(shù)據(jù)。基于這種生產(chǎn)者/客戶模式網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn):①提高效率。數(shù)據(jù)源一旦發(fā)送數(shù)據(jù),多個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠同時(shí)接收數(shù)據(jù),報(bào)文通過目錄來識(shí)別的。②精確的同步化。更多的設(shè)備能夠加到網(wǎng)絡(luò)上,但不需要增加網(wǎng)絡(luò)的通信量,并且所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)同時(shí)到達(dá)。
?。?/SPAN>1)傳統(tǒng)的源/目的網(wǎng)絡(luò)模式特點(diǎn)
?、傩枰鄠€(gè)數(shù)據(jù)包傳送相同的信息到多臺(tái)設(shè)備;
?、跀?shù)據(jù)到達(dá)不同的目的地的時(shí)間不同;
?、郛a(chǎn)生附加的網(wǎng)絡(luò)通信量,影響網(wǎng)絡(luò)性能;
④報(bào)文發(fā)送和對(duì)時(shí)間有苛求的I/O數(shù)據(jù),需要使用不同的網(wǎng)絡(luò)。
?。?/SPAN>2)生產(chǎn)者/客戶網(wǎng)絡(luò)模式特點(diǎn)
?、俣鄠€(gè)節(jié)點(diǎn)能夠從單個(gè)生產(chǎn)者(數(shù)據(jù)源)接收數(shù)據(jù);
?、诠?jié)點(diǎn)能夠同步化(多信道廣播);
?、蹆?yōu)化的帶寬潛力能用于增強(qiáng)系統(tǒng)功能;
?、苁褂猛痪W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行編程和I/O信息傳送。
5 廈門卷煙廠膨脹煙絲生產(chǎn)線AB控制網(wǎng)的應(yīng)用情況及其維護(hù)
廈門卷煙廠的控制網(wǎng)絡(luò)從運(yùn)行到現(xiàn)在比較穩(wěn)定。曾經(jīng)出現(xiàn)過一次單網(wǎng)斷開的故障,由于有冗余雙網(wǎng),對(duì)生產(chǎn)沒有造成影響。這次故障是由于誤操作把其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)斷開所致。經(jīng)過檢修,很快恢復(fù)正常。
廈門卷煙廠膨脹煙絲生產(chǎn)線的ControlNet網(wǎng)絡(luò)為總線型,網(wǎng)絡(luò)兩端各有一個(gè)中端電阻,傳輸介質(zhì)為同軸電纜,電纜有五層屏蔽。采用同軸電纜使維護(hù)比較簡(jiǎn)單。ControlNet采用的組態(tài)軟件是RSNETWORX,它能提供一個(gè)圖形化的網(wǎng)絡(luò)視圖,具有在線和離線組態(tài)網(wǎng)絡(luò)的能力。這個(gè)軟件是配置控制網(wǎng)和維護(hù)控制網(wǎng)必備的軟件。
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí),首先觀察PLC部分1756-CNB網(wǎng)卡通訊燈,如發(fā)現(xiàn)A網(wǎng)和B網(wǎng)的通訊燈紅綠交替閃爍,則說明通訊異常,如果只有其中的B網(wǎng)故障,可直接將其斷開,這不影響網(wǎng)絡(luò)通訊和正常生產(chǎn)。將故障網(wǎng)斷開逐段檢查,直到查出斷點(diǎn),如果硬件檢查不出問題,可啟動(dòng)RSNETWORX,檢查網(wǎng)絡(luò)配置是否正確,如不正確,可用原有備份的網(wǎng)絡(luò)配置程序重新下載到PLC中,必要時(shí)可先進(jìn)行修改再下載。
6 總結(jié)
總體上,ControlNet網(wǎng)絡(luò)是一種先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)平臺(tái),是規(guī)模龐大、擴(kuò)容簡(jiǎn)單、安全穩(wěn)定、技術(shù)先進(jìn)的PLC冗余控制網(wǎng),能保證煙廠的連續(xù)生產(chǎn)和安全生產(chǎn),完全可以滿足卷煙行業(yè)的需要。










