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【摘要】本文主要介紹了臺達工控產(chǎn)品（PLC、變頻器、溫控器、等）在DviceNe網(wǎng)絡及工業(yè)以太網(wǎng)方面的應用。
【關鍵字】臺達 現(xiàn)場總線 工業(yè)以太網(wǎng) Devicenet PLC HMI
Abstract: This paper, mainly introduces the applications of DELTA Industrial Products (such as PLC, AC motor drive, Temperature controller, etc.) in Devicenet networks and ethernet.
Key words: DELTA Fieldbus Ethernet Devicenet PLC HMI

1.引言

Devicenet是當今較為流行的現(xiàn)場總線的其中一種。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)既是一個開放通信網(wǎng)絡，又是一種全分布控制系統(tǒng)。它把作為網(wǎng)絡節(jié)點的智能設備連接成自動化網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)基礎控制、補償計算、參數(shù)修改、報警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化的綜合自動化功能。是一項以智能傳感器、控制、計算機、數(shù)字通信、網(wǎng)絡為主要內(nèi)容的綜合技術。現(xiàn)場總線系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)采用的按控制回路要求，設備一對一的分別進行連線的結構形式。把原先DCS系統(tǒng)中處于控制室的控制模塊、各輸入\輸出模塊放入現(xiàn)場設備，加上現(xiàn)場設備具有通信能力，因而控制系統(tǒng)功能能夠不依賴控制室中的計算機或控制儀表，直接在現(xiàn)場完成，實現(xiàn)了徹底的分散控制?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)在技術上具有以下特點：

* 系統(tǒng)具有開放性和互用性
通信協(xié)議遵從相同的標準，設備之間可以實現(xiàn)信息交換，用戶可按自己的需要，把不同供應商的產(chǎn)品組成開放互連的系統(tǒng)。系統(tǒng)間、設備間可以進行信息交換，不同生產(chǎn)廠家的性能類似的設備可以互換。

* 系統(tǒng)功能自治性
系統(tǒng)將傳感測量、補償計算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場設備中完成，現(xiàn)場設備可以完成自動控制的基本功能，并可以隨時診斷設備的運行狀況。

* 系統(tǒng)具有分散性
現(xiàn)場總線構成的是一種全分散的控制系統(tǒng)結構，簡化了系統(tǒng)結構，提高了可靠性。

* 系統(tǒng)具有對環(huán)境的適應性
現(xiàn)場總線支持雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線、電力線等，具有較強的抗干擾能力，能采用兩線制實現(xiàn)供電和通信，并可以滿足安全防爆的要求。由于現(xiàn)場總線結構簡化，不再需要DCS系統(tǒng)的信號調(diào)理、轉換隔離等功能單元及其復雜的接線，節(jié)省了硬件數(shù)量和投資。簡單的連線設計，節(jié)省了安裝費用。設備具有自診斷與簡單故障處理能力，減少了維護工作量。設備的互換性、智能化、數(shù)字化提高了系統(tǒng)的準確性和可靠性。還具有設計簡單，易于重構等優(yōu)點。

計算機網(wǎng)絡、通信與控制技術的發(fā)展，導致自動化系統(tǒng)的深刻改革。信息技術正迅速滲透到生產(chǎn)現(xiàn)場的設備層，覆蓋從生產(chǎn)車間到企業(yè)管理經(jīng)營的各個方面，溝通從原料供應、生產(chǎn)制造到生產(chǎn)調(diào)度、資源規(guī)劃乃至市場銷售的各個環(huán)節(jié)，逐步形成以控制網(wǎng)絡為基礎的企業(yè)信息系統(tǒng)。現(xiàn)場總線（Fieldbus）就是順應這一趨勢發(fā)展起來的新技術。而以現(xiàn)場總線為基礎的企業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)更是當今企業(yè)發(fā)展的趨勢。如圖所示為：以現(xiàn)場總線為基礎的企業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)示意圖。


2.項目背景簡介

PLC制造廠是生產(chǎn)臺達DVP-S和DVP-E等系列PLC的生產(chǎn)部門，此次做的項目是其中的3條產(chǎn)線包括：ICT狀態(tài)、ASSY狀態(tài)、T2+PACK狀態(tài)，其中每條產(chǎn)線包含8種及以上的信息狀態(tài)例如：產(chǎn)線缺料報警、O/I錯誤、二次堆貨、測試治具不良等等。通過現(xiàn)場傳感器（熱電偶）、執(zhí)行器（電動機）及操作人員的反饋信息等，在控制室工程師可以清楚地看到產(chǎn)線運行狀態(tài)以及向產(chǎn)線發(fā)布生產(chǎn)命令等。那么通過什么形式來完成現(xiàn)場與控制室、辦公室及操作員之間的信息交換呢？這就是我們最關注的問題?；\統(tǒng)地說，此項目用到的是現(xiàn)場總線（Devicenet）及工業(yè)以太網(wǎng)的通訊方式來完成整個系統(tǒng)信息交換的。這也符合了上面闡述的計算機網(wǎng)絡在現(xiàn)實生產(chǎn)種的應用，其帶來的好處不再累述。

3.解決方案

3.1整個項目的網(wǎng)絡架構如下圖所示：
PLC生產(chǎn)監(jiān)控車間網(wǎng)絡架構圖>
PLC生產(chǎn)監(jiān)控車間網(wǎng)絡架構圖
3.2整個系統(tǒng)中用到的主要設備清單如下：

產(chǎn)品型號	數(shù)量	備注
DVP-EN01-SL	2塊	工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊
DVP-DNET-SL	1塊	Devicenet主站模塊
DVP-DT01	2塊	Devicenet從站模塊
DVP-28SV	1臺	臺達PLC
DVP-12SA	2臺	臺達PLC
RTU-DNET	1塊	Devicenet遠程I/O通訊模塊（每臺最多可擴展8塊I/O模塊）
DVP-08SN	2塊	數(shù)字量輸出擴展模塊（8點）
DVP-08ST11N	2塊	數(shù)字量輸入擴展模塊（8點）
DNA02	4塊	Devicenet從站模塊
TAP-CN01	3塊	Devicenet網(wǎng)絡節(jié)點擴展
TAP-CB02	150米	Devicenet細電纜（外徑6.9mm）
Unknown	100米	EHERNET工業(yè)以太網(wǎng)線（配有RJ45水晶頭）
DOP-AE10T	2臺	臺達AE系列人機界面
DOP-A10T	2臺	臺達A系列人機界面
DOP-EXLNHJ1AE	2塊	臺達AE系列人機界面以太網(wǎng)通訊擴展卡
VFD-B	2臺	臺達B系列變頻器
DTD-4896	2臺	臺達溫控器
PT100	2個	鉑電阻（溫度傳感器，佩帶標準信號轉換變送器）

3.3網(wǎng)絡組態(tài)的實現(xiàn)

如何將這么多設備組態(tài)起來，從而實現(xiàn)彼此的通訊使我們關注的主要問題，下面詳細說明一下組態(tài)過程。首先，臺達遵循的Devicenet網(wǎng)絡通訊協(xié)議，其網(wǎng)絡組態(tài)需要的軟件是DevicenetBuilder_V1.01，利用它可以將幾乎涵蓋所有的臺達產(chǎn)品集成在一起，組成Devicenet通訊網(wǎng)絡。其操作性簡單、方便、易懂。下面詳細詮釋一下Devicenet網(wǎng)絡組態(tài)步驟及細節(jié)，如下：

步驟1

硬件網(wǎng)絡都搭建完成后，設置好每個硬件節(jié)點的地址后，按著各個產(chǎn)品的說明書將通訊格式修改成對應的格式（此步驟不做詳細說明，因為臺達相應產(chǎn)品說明書上都有詳細的說明），運行DevicenetBuilder_V1.01，掃描整個網(wǎng)絡會自動搜索到網(wǎng)絡上的所有在線節(jié)點，如圖3-1。

圖3-1
步驟2

在主站掃描模塊中配置各個從站的地址映射，如圖3-2。

圖3-2
注釋：圖3-2中標明的輸出列表指的是，Devicenet主站向從站發(fā)送的數(shù)據(jù)的地址，也就是主站數(shù)據(jù)寄存器占用的地址；而輸入列表指的是，Devicenet從站向主站發(fā)送的數(shù)據(jù)的地址，也就是主站接受到從站的數(shù)據(jù)后在主站中存放這些數(shù)據(jù)占用的地址區(qū)間。舉例說明如下：

輸入數(shù)據(jù)	D6037	VFD-B變頻器狀態(tài)字
	D6038	VFD-B變頻器頻率反饋值（相對PLC）
	D6039
	D6040

輸出數(shù)據(jù)	D6287	VFD-B變頻器控制字（如啟動、停止、點動等）
	D6288	VFD-B變頻器頻率設定值（由上位機設定送給變頻器）
	D6289
	D6290

步驟3

接下來要做的事情就是將這些對應的數(shù)據(jù)在程序當中表現(xiàn)出來，如圖3-3。


如圖3-4：M20為變頻器的啟動按鈕，M12為變頻器運行狀態(tài)指示。

圖3-5中D6288為變頻器頻率的設定值（在觸摸屏中設定）。


圖3-6中D6038為變頻器實際頻率的反饋值。

經(jīng)過這3個簡單的配置和編寫步驟，就可以實現(xiàn)變頻器和PLC之間的Devicenet網(wǎng)絡的通訊了。
下邊講一下控制室、辦公室的HMI與現(xiàn)場的PLC之間的以太網(wǎng)通訊。方法很簡單：步驟如下。

步驟1

選擇建立HMI的類型為TCP/IP，如圖3-7，3-8

圖3-7

圖3-8

步驟2

配置HMI的IP地址，如圖3-9

圖3-9
步驟3
設置PLC的IP地址，如圖3-10

圖3-10

第二個HMI的IP設置類似，就不累述。經(jīng)過上述3個步驟的設置，2個HMI和PLC就可以進行以太網(wǎng)通訊了，這樣控制室和辦公室就可以完全監(jiān)控整個生產(chǎn)車間的各個設備的運行狀態(tài)了。

4.結束語

本文詳細討論了如何運用Devicenet網(wǎng)絡結合Ethernet實現(xiàn)整個車間、控制室、辦公室之間的信息互通，從而工程師可以在控制室、辦公室監(jiān)控整個產(chǎn)線的生產(chǎn)情況，很大程度上體現(xiàn)了臺達產(chǎn)品在網(wǎng)絡方面的靈活性、多樣性和較強的可運用性。

作者介紹

遲樂強 公司職位：技術工程師 主要從事PLC應用

參考文獻

（1）DVP-PLC應用技術手冊（程序篇）
（2）DVP-PLC應用技術手冊（特殊模塊篇）
（3）DOP-TP人機界面應用技術手冊
（4）Delta-Devicenet應用技術手冊