DeviceNet總線通訊系統(tǒng)在轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)中的應(yīng)用

王 淵

（經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司榆次分公司，山西 榆次 030601）

引言

自動化控制領(lǐng)域隨著分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展，在工業(yè)上的分布式控制系統(tǒng)中，經(jīng)常需要將不同的設(shè)備相連，進(jìn)行實(shí)時(shí)控制、實(shí)時(shí)傳輸控制數(shù)據(jù)等。DeviceNet是一種低成本的通訊總線，它將工業(yè)設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)，從而消除了昂貴的硬接線成本。直接互連性改善了設(shè)備間的通訊效果，并同時(shí)提供了重要的設(shè)備級診斷功能，這是通過硬接線I／O接口很難實(shí)現(xiàn)的。DeviceNet的許多特性沿襲于CAN，CAN總線是一種設(shè)計(jì)良好的通信總線，它主要用于實(shí)時(shí)傳輸控制數(shù)據(jù)。DeviceNet的主要特點(diǎn)是：短幀傳輸，每幀的最大數(shù)據(jù)為8個(gè)字節(jié)；無破壞性的逐位仲裁技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)最多可連接64個(gè)節(jié)點(diǎn)；數(shù)據(jù)傳輸波特率為128kb／s、256kb／s、512kb／s；點(diǎn)對點(diǎn)、多主或主／從通信方式；采用CAN 的物理和數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)約。DeviceNet是一個(gè)開放的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。由于其技術(shù)的開放型、符合全球工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的低成本、高性能的通信網(wǎng)絡(luò)，因此被越來越廣泛的應(yīng)用。

本文敘述DeviceNet總線通訊系統(tǒng)在經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司榆次分公司開發(fā)的JWF1612A 型轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)中的應(yīng)用。

1 控制及工藝要求

JWF1612A 型轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)由車頭、車尾和中段三部分組成，每一部分都有自己相對獨(dú)立的控制系統(tǒng)。由于整車長度接近50m，如果控制部分都集中在車頭，變頻器到車尾電機(jī)的動力線會對中段控制產(chǎn)生一定的干擾，對車尾的控制走線顯得也有些繁雜，因此車頭、車尾采用分布控制車頭使用一個(gè)主PLC 控制車頭動作，車尾采用一個(gè)從PLC控制車尾動作。車頭、車尾通過通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和控制命令參數(shù)，為提高實(shí)時(shí)性和可靠性采用DeviceNet總線。此外，在紡紗過程中為保證紗線張力穩(wěn)定以及良好成形，對卷繞及橫動的速度也要進(jìn)行快速的實(shí)時(shí)控制，因此，對卷繞和橫動控制也采用DeviceNet總線進(jìn)行控制頻率的寫入及狀態(tài)參數(shù)的讀取。

2 DeviceNet系統(tǒng)硬件配置

在硬件配置方面除了考慮其性能以外，還要考慮其應(yīng)用的簡便性和性能價(jià)格比。

臺達(dá)的DVP－EH2系列PLC 可以配置DeviceNet擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)DeviceNet總線功能，而且在應(yīng)用方面，對PLC 和擴(kuò)展模塊進(jìn)行一些簡單的配置后就會在PLC中開辟出一些數(shù)據(jù)寄存器空間與相應(yīng)的DeviceNet節(jié)點(diǎn)的輸入輸出控制數(shù)據(jù)相對應(yīng)。在PLC程序設(shè)計(jì)時(shí)只需對相應(yīng)的寄存器寫入和讀取數(shù)據(jù)即可，給軟件設(shè)計(jì)帶來很多便利。

DeviceNet通訊網(wǎng)絡(luò)主要硬件配置如下：

采用DVP－EH2－L型PLC作為主PLC，DVPDNET－SL DeviceNet擴(kuò)展掃描模塊，IFD9502DeviceNet從站通訊轉(zhuǎn)換模塊。硬件配置框圖如下頁圖1所示。

圖1 DeviceNet總線網(wǎng)絡(luò)示意圖

3 系統(tǒng)設(shè)置

硬件連好線之后再進(jìn)行一些簡單的設(shè)置就可以使用。

首先是系統(tǒng)的設(shè)置，如圖1A3DVPDNET－SL DeviceNet掃描模塊上有撥碼開關(guān)，可以設(shè)置地址和功能，本應(yīng)用設(shè)置通訊速率為500kbps；A11，A12 DeviceNet從站通訊轉(zhuǎn)換模塊撥碼設(shè)置連接設(shè)備為VFD變頻器，通訊速率為500kbps；A13DeviceNet從站通訊轉(zhuǎn)換模塊撥碼設(shè)置連接設(shè)備為DVP系列可編程控制器，通訊速率為500kbps。

系統(tǒng)設(shè)置好之后再進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。在電腦上打開臺達(dá)公司提供的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置軟件DeviceNetBuilder，與圖1中的主PLC相連進(jìn)行掃描就會掃描出DeviceNet網(wǎng)絡(luò)上連接在線的設(shè)備，如圖2所示。

圖2 DeviceNet網(wǎng)絡(luò)在線設(shè)備列表

圖2中所示的00為DeviceNet掃描模塊，其為主站，01、02、03為連接的從站設(shè)備。對00～03分別進(jìn)行輸入、輸出參數(shù)配置后，在主PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器區(qū)就開辟出對應(yīng)各站的輸入、輸出寄存器映射區(qū)。此時(shí)，主PLC 就會通過DeviceNet掃描模塊自動將映射區(qū)數(shù)據(jù)與所連接的從站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，在進(jìn)行PLC 編程時(shí)只需讀寫對應(yīng)的寄存器即可，為設(shè)計(jì)和應(yīng)用帶來了方便。

4 結(jié)語

本文著重討論了用DeviceNet構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本組網(wǎng)方法，并通過一個(gè)應(yīng)用實(shí)例對具體應(yīng)用進(jìn)行了闡述。由于DeviceNet具有突出的高可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性等優(yōu)點(diǎn)，它在集中控制系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)中的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛。