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          CAN現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在煙草制絲線上的應(yīng)用

          作者: 時(shí)間:2009-10-29 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          一、前言

          根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)和美國(guó)儀表協(xié)會(huì)(ISA)的定義,現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò),它的關(guān)鍵標(biāo)志是能支持雙向、多節(jié)點(diǎn)、總線式的全數(shù)字通訊。目前,國(guó)際上各種各樣的現(xiàn)場(chǎng)總線有幾百種之多,較著名的有FF現(xiàn)場(chǎng)總線、HART現(xiàn)場(chǎng)總線、現(xiàn)場(chǎng)總線、LONWORKS現(xiàn)場(chǎng)總線、PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線等。

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/188541.htm

          現(xiàn)場(chǎng)總線控制模式具有協(xié)議簡(jiǎn)單開(kāi)放、容錯(cuò)能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性高、安全性好、成本低、適于頻繁交換等特點(diǎn),是工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)。而作為在自動(dòng)化控制方面走在前沿的卷煙生產(chǎn)企業(yè),在近年來(lái)的卷煙技術(shù)改造過(guò)程中充分利用改造傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)。其中,對(duì)香煙質(zhì)量起著舉足輕重作用的制絲生產(chǎn)線因其設(shè)備分散,且工藝變化多,對(duì)控制系統(tǒng)提出了靈活、有柔性、更新?lián)Q代方便等要求,這些要求正好給提供了大顯身手的舞臺(tái)。

          二、現(xiàn)場(chǎng)總線概述

          (ControllerArea Network)總線是一種有較好效率支持分散實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的串行通訊協(xié)議,并具有較高的安全等級(jí)。CAN總線可以被用于多主機(jī)系統(tǒng),尤其適合于網(wǎng)絡(luò)智能型設(shè)備以及系統(tǒng)或子系統(tǒng)中的傳感器和執(zhí)行器件。在CAN網(wǎng)絡(luò)里沒(méi)有我們習(xí)慣印象中的設(shè)備地址號(hào)或站號(hào),而是把信息區(qū)分成優(yōu)先次序發(fā)送。CAN總線由于其高可靠性及獨(dú)特的設(shè)計(jì),為許多行業(yè)所采用,目前已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),并被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。

          三、現(xiàn)場(chǎng)總線選型說(shuō)明

          南寧卷煙廠6000kg/h制絲線電控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線選擇基于以下幾方面的考慮:

          (1)現(xiàn)場(chǎng)總線的性能

          (2)與現(xiàn)場(chǎng)總線連接的控制器的性能

          (3)現(xiàn)場(chǎng)總線、PLC控制器器件提供商所能提供的監(jiān)控系統(tǒng)軟件及其與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)連接的性能

          通過(guò)對(duì)比煙草企業(yè)常用的CAN總線及PROFIBUS總線,我們確定現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)為DeviceNet(設(shè)備網(wǎng))和ControlNet(控制網(wǎng)),器件廠商選擇美國(guó)AB公司,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

          基于CAN總線的DeviceNet是一種易于連接的總線,用于PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通訊網(wǎng)絡(luò)。它可連接開(kāi)關(guān)、拖動(dòng)裝置、固態(tài)過(guò)載保護(hù)裝置、條形碼閱讀器、I/O和人機(jī)界面等,傳輸速率為125-500kbps。DeviceNet通過(guò)一個(gè)開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò),將底層的設(shè)備直接和車(chē)間級(jí)控制器相連,而無(wú)需通過(guò)硬線將它們與I/O模塊連接。世界范圍的150多個(gè)銷(xiāo)售商支持開(kāi)放式DeviceNet。DeviceNet基于生產(chǎn)者/客戶(Producer/Consumer)的網(wǎng)絡(luò)模式,可使控制數(shù)據(jù)同時(shí)到達(dá)操作的每一個(gè)單元,具有可靠和高效的數(shù)據(jù)處理能力。


          圖1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖


          基于CAN總線的ControlNet是一種高速確定性網(wǎng)絡(luò),用于對(duì)時(shí)間有苛刻要求的應(yīng)用場(chǎng)合的信息傳輸。作為最底層和以太網(wǎng)之間的中間通訊網(wǎng)絡(luò),它為對(duì)等通信提供實(shí)時(shí)控制和報(bào)文傳送服務(wù)。ControlNet同樣基于生產(chǎn)者/客戶(Producer/Consumer)的網(wǎng)絡(luò)模式。ControlNet具有高吞吐量、資源共享、組態(tài)和編程簡(jiǎn)單、支持冗余介質(zhì)、體系結(jié)構(gòu)靈活和安裝費(fèi)用低等特點(diǎn)。

          四、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

          按照“以信息為基礎(chǔ)、管理為主導(dǎo)、控制為中心”的設(shè)計(jì)理念,南寧卷煙廠6000kg/h制絲線電控系統(tǒng)按功能劃分為三個(gè)層次(見(jiàn)圖2),即:信息管理層,過(guò)程控制層,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。其中:

          (1)設(shè)備控制層:采用DeviceNet連接各BL20分布式I/O站、變頻器、電子秤、核子秤、水分儀、操作面板等,通過(guò)具備現(xiàn)場(chǎng)總線接口的主控制器(SLC504或Logix5555)實(shí)現(xiàn)對(duì)各工藝段設(shè)備的組合和單機(jī)控制,以此滿足生產(chǎn)要求。

          (2)集中監(jiān)控層:作為控制系統(tǒng)的入機(jī)交互接口,通過(guò)中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)PC和RSView32監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的組合操作、狀態(tài)監(jiān)控、工藝參數(shù)控制參數(shù)顯示和設(shè)定、故障診斷定位和報(bào)警顯示、記錄等。

          (3)信息管理層:負(fù)責(zé)處理全線運(yùn)行過(guò)程中的綜合信息,包括人工檢測(cè)和錄入工藝、設(shè)備、質(zhì)量等數(shù)據(jù),并提供完整的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和各種分析圖表等。

          五、系統(tǒng)功能

          1、設(shè)備控制層功能

          (1)全線及分段順序啟/停,設(shè)備加工動(dòng)作的自動(dòng)控制;

          (2)采集溫度、壓力、水分、流量等過(guò)程參數(shù),進(jìn)行閉環(huán)自動(dòng)控制;

          (3)緊急停機(jī);


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