1． 引言：
图1罗克韦尔自动化通讯网络示意图
实现了从信息层(Ethernet)到控制层（ControlNet）和现场层(DeviceNet)的无缝连接。如图1所示.
无尘纸要求较为严格的生产工艺条件，它属于一种干法造纸(Dry Forming)的过程。其基本工艺过程是：在恒温、恒湿、恒气压的环境中将粉碎的木浆、纤维、SAP、PE 粉末等原材料通过成型站均匀成型，再经过喷胶、加热/熔化、热压、冷却、分切、打卷等过程，制造出合格产品。
我公司的生产线控制层共包括九台具有以太网功能的A-B PLC5(八台)和A-B SLC500（一台）可编程序控制器。它们分别控制：空调(Main Air condition)、原材料准备(Raw material preparation)、松卷机(Tissue Unwinder)、热油加热系统(Hot oil System)、过滤包装系统(Main Filter system)、主线控制系统(Main Line)、打卷系统(Reel)等九个工艺区域。
其中六台PLC安装在位于厂房中部的马达控制中心MCC1房间的PLC控制柜内。各PLC的以太网接口都通过双绞线连接到PLC柜内的集线器（HUB）上。另三台PLC安装在设备现场的控制柜内，它们的以太网接口都通过光纤也连接到MCC1的集线器（HUB）上。
五台装有RSview32软件的A-B 工业PC机安装在中控室内，它们的以太网接口都连接到中控室一个HUB上，再通过一根光纤也连接到PLC柜内的HUB上。该网通过HUB还与企业Intranet相连，这样一来，通过TCP/IP协议组成Ethernet网络，构成信息（管理）层。（ 如下图2 所示：控制层和信息层网络示意图）
图2 控制层和信息层网络示意图
各台可编程序控制器除挂接本地及远程I/O模块、Panel View人机界面等装置外，大多安装了DeviceNet扫描器（1771-SDN或1747-SDN），并通过DeviceNet通讯模块（1336-GM5,1203-GK5，1794-ADN等）下挂现场智能设备，如变频器，电机软起动器，Flex I/O,9000系列光电开关等组成DeviceNet设备网，实现了对现场级装置的有效控制。
３．DeviceNet 的功能及特点：
DeviceNet 是基于CAN-BUS技术的一种现场总线，它是一种开放型的，符合IEC61158国际现场总线工业标准的通讯网络。
DeviceNet 用于现场设备与PLC之间的通讯网络，传输速率可设定为125、250、500KPBS，传输最大距离为500米，最多节点（站点）为64个，允许在线组态和带电热插拔。
DeviceNet支持主/从、多主、对等等通讯方式。用户的PLC可以利用控制程序及上位PC机的数据，通过DeviceNet网络实现对现场设备有效监控。
DeviceNet 可以用罗克韦尔公司的RS Networx for DeviceNet 或DeviceNet Manager 软件进行网络组态和管理。
DeviceNet网络结构简单，实时性强，它采用生产者／客户模式，提供了强有力的故障诊断与排除能力，是一种理想的设备层现场总线。
４．无尘纸生产线Devicenet 网络的物理构造。
我公司DeviceNet网络以四台A-B PLC5-40E和一台SLC5/04为主机。PLC机本地机架上都安装了DeviceNet扫描器模块（A-B 1771-SDN或1747-SDN）。1771扫描器有两个通道，每个通道最多可以外接64个站（一般应接63个）。每个PLC利用本机网络扫描器通过DeviceNet通讯适配器 (1203-GK5,1336-GM5，1794-AND等)来下挂本控制区域的各台现场总线设备。这些站点主要包括：A-B 变频器（1336F，1336E，160SSC系列，）A－B电机软起动器（SMC 150系列） FLEX I/O（1794系列）； ARMOR Block 防护型I/O组件,9000系列光电开关等。
典型的DeviceNet 网络采用干线／支线物理结构形式。而我公司采用的是雏菊链（Daisy Chain）的环行连接形式，利用Belden标准圆形五芯屏蔽通讯电缆将各个站点连接起来。( 如下图3所示，雏菊链的DeviceNet设备通讯网络；以变频器网络为例)
图3变频器雏菊链（Daisy Chain）的DeviceNet设备通讯网络
由于我厂的设备分布比较分散，某些站点之间相距较远。尤其是一些现场站点，相距离超过100米。因此所有DeviceNet网络的传输速率都设定为125KBPS, 以确保通讯可靠。除了分布式I/O, 人机界面和传感器等站点位于生产现场外,一百余台变频器的DeviceNet网络系统分布在两个马达控制中心（MCC）室，这就实现了对电动机的集中控制，统一管理。（ 如图4所示：MCC 室内DeviceNet变频器网络一角 注:图中黄色电缆是网络通讯缆）
在DeviceNet各工作站之间，我们大都采用了敞开式分接口（ 注：现场的一些站采用密封的T型分接口或密封连接口 ），将站与站之间的电源线、通讯线、屏蔽线分别地并联接在一起，组成雏菊链形式的物理拓扑结构。在首尾终端两站分别安装了终端电阻。（121Ω，1%，1/4W）
图4 MCC 室内DeviceNet变频器网络一角
5 DeviceNet的组态软件及控制实现。
利用设备网RS-232-C的PC接口适配人器（1770-KFD）或设备网PC卡（1784-PCD）可以实现PC机与PLC的设备网扫描器的通讯.
DeviceNet的管理软件RS Networx for DeviceNet 是基于Windows平台的软件，利用它可以组态设备网并进行项目管理和网络故障诊断等。它支持A-B及第三方设备组态电子数据表（EDS）。
DeviceNet规约定义了显式报文（Explicit Message）和I/O报文（I/O Message）两种不同性质的报文，两种报文可以同时在总线上传送。
组态过程中,首先应组态扫描器，设置扫描器与PLC之间的I/O地址界面，建立扫描器与各站适配器之间的通讯。
组态网络上各个站时，先要定义各个站的地址(即站号)。站的地址可以不连续，但要与各站适配器DIP开关设定相一致。
对于Flex I/O 或Armor Block I/O 等I/O类型的工作站，我们采用I/O报文（I/O Message）的形式，分配各站的输入和输出。I/O报文是周期传送的，具有较高的优先级，从而保证它的实时性。
对于变频器、软起动器等设备类站点，我们采用显式报文（Explicit Message）的形式，分配PLC和各站之间发送/接收的字长;定义通讯方式和(我们定义为polled 方式,每个扫描周期);建立与PLC之间对应的“软”I/O关系。
再利用PLC５的编程软件ＲＳlogix5编制出块传送（BTR/BTW）命令，实现ＰＬＣ对设备网上工作站I/O信息采集和控制。PLC控制程序就可以根据各站的工作状态向各站发出控制命令，以达到工艺要求。
由于我公司的各PLC都连接到Ethernet上，网上中控制室内有Rsview32监控工作站。各显示器可显示出RS view不同工艺区域的监控界面。在中控室既可以控制全厂的设备，也可查看各站点的当前工作状态，人机界面非常友好。
6．DeviceNet 网络的使用体会。
（１）DeviceNet现场总线可以节省大量费用。
从安装阶段来看，只通过一根通讯缆，就实现了对整个网上各站点供电及通讯，相对于点对点的控制方式，节省大量的电缆,桥架等。不但缩短了安装时间，而且降低了安装费用。
从控制上来看：利用网络通讯及“软”Ｉ／Ｏ方式，也节约了I/O模块和大笔资金。
如对变频器工作站，启动/停止，加速/减速等命令；电压、电流、温度等参数，都可从DeviceNet网络通讯实现，节约了I/O模块，尤其是模拟I/O模块，费用相当昂贵。
（２） 设备故障率大大降低，且诊断方便，排除迅速。
DeviceNet由于仅用一条通讯电缆控制整个设备网络，使设备故障率大大降低；各站点通讯端子支持带电热插拔，若某一站点出现问题及故障排除，不影响网上其他站点
关键字：DeviceNet 无尘纸 生产控制系统
引用地址：DeviceNet在无尘纸生产控制系统中的应用
无尘纸（又名膨化芯材）是一种高附加值的新型卫生用品。它具有卓越的高吸湿性、可靠锁水性、卫生安全性等优点，广泛应用于妇女卫生巾、成人尿失禁、婴儿纸尿裤等产品领域。为满足亚太地区对无尘纸日益增长的市场需求，世界无纺布行业巨头英国BBA集团公司于1999年在中国天津投资成立了博爱（中国）膨化芯材有限公司；并安装了目前世界上最先进的无尘纸生产线，于2001年秋正式投产，年生产能力16000吨。
无尘纸的卓越特性不但来自于高品质的生产原料，更取决于稳定可靠的生产工艺。我公司无尘纸生产线的强劲产能和产品的优良品质，源自世界一流的罗克韦尔自动化公司开放式网络控制系统及设备。尤其是设备网现场总线DeviceNet的应用，不但提高了控制系统的可靠性与实时性，更极大方便了设备的操作、监控，设备维护及故障诊断与排除等。
由于DeviceNet设备网是基于生产者/客户网络模式，它使控制数据能够同时到达网上的各个站点单元，网络利用率高；它允许状态切换的报文发送，可以实现更快的响应，有效地减少了网络通讯量。周期性的报文发送，提供了更好的确定性；对等通信，允许数据和状态信息在设备间进行交换；这些优点都为更高的生产率提供了有力保障。
2． 无尘纸生产线的开放式网络控制结构：
我公司无尘纸生产线全套从欧洲进口,是目前本行业内最先进的设备.其控制系统吸收了美国罗克
韦尔公司的全方位自动化的理念，贯穿其Netlinx体系的各级网络。
图1罗克韦尔自动化通讯网络示意图
实现了从信息层(Ethernet)到控制层（ControlNet）和现场层(DeviceNet)的无缝连接。如图1所示.
无尘纸要求较为严格的生产工艺条件，它属于一种干法造纸(Dry Forming)的过程。其基本工艺过程是：在恒温、恒湿、恒气压的环境中将粉碎的木浆、纤维、SAP、PE 粉末等原材料通过成型站均匀成型，再经过喷胶、加热/熔化、热压、冷却、分切、打卷等过程，制造出合格产品。
我公司的生产线控制层共包括九台具有以太网功能的A-B PLC5(八台)和A-B SLC500（一台）可编程序控制器。它们分别控制：空调(Main Air condition)、原材料准备(Raw material preparation)、松卷机(Tissue Unwinder)、热油加热系统(Hot oil System)、过滤包装系统(Main Filter system)、主线控制系统(Main Line)、打卷系统(Reel)等九个工艺区域。
其中六台PLC安装在位于厂房中部的马达控制中心MCC1房间的PLC控制柜内。各PLC的以太网接口都通过双绞线连接到PLC柜内的集线器（HUB）上。另三台PLC安装在设备现场的控制柜内，它们的以太网接口都通过光纤也连接到MCC1的集线器（HUB）上。
五台装有RSview32软件的A-B 工业PC机安装在中控室内，它们的以太网接口都连接到中控室一个HUB上，再通过一根光纤也连接到PLC柜内的HUB上。该网通过HUB还与企业Intranet相连，这样一来，通过TCP/IP协议组成Ethernet网络，构成信息（管理）层。（ 如下图2 所示：控制层和信息层网络示意图）
图2 控制层和信息层网络示意图
各台可编程序控制器除挂接本地及远程I/O模块、Panel View人机界面等装置外，大多安装了DeviceNet扫描器（1771-SDN或1747-SDN），并通过DeviceNet通讯模块（1336-GM5,1203-GK5，1794-ADN等）下挂现场智能设备，如变频器，电机软起动器，Flex I/O,9000系列光电开关等组成DeviceNet设备网，实现了对现场级装置的有效控制。
３．DeviceNet 的功能及特点：
DeviceNet 是基于CAN-BUS技术的一种现场总线，它是一种开放型的，符合IEC61158国际现场总线工业标准的通讯网络。
DeviceNet 用于现场设备与PLC之间的通讯网络，传输速率可设定为125、250、500KPBS，传输最大距离为500米，最多节点（站点）为64个，允许在线组态和带电热插拔。
DeviceNet支持主/从、多主、对等等通讯方式。用户的PLC可以利用控制程序及上位PC机的数据，通过DeviceNet网络实现对现场设备有效监控。
DeviceNet 可以用罗克韦尔公司的RS Networx for DeviceNet 或DeviceNet Manager 软件进行网络组态和管理。
DeviceNet网络结构简单，实时性强，它采用生产者／客户模式，提供了强有力的故障诊断与排除能力，是一种理想的设备层现场总线。
４．无尘纸生产线Devicenet 网络的物理构造。
我公司DeviceNet网络以四台A-B PLC5-40E和一台SLC5/04为主机。PLC机本地机架上都安装了DeviceNet扫描器模块（A-B 1771-SDN或1747-SDN）。1771扫描器有两个通道，每个通道最多可以外接64个站（一般应接63个）。每个PLC利用本机网络扫描器通过DeviceNet通讯适配器 (1203-GK5,1336-GM5，1794-AND等)来下挂本控制区域的各台现场总线设备。这些站点主要包括：A-B 变频器（1336F，1336E，160SSC系列，）A－B电机软起动器（SMC 150系列） FLEX I/O（1794系列）； ARMOR Block 防护型I/O组件,9000系列光电开关等。
典型的DeviceNet 网络采用干线／支线物理结构形式。而我公司采用的是雏菊链（Daisy Chain）的环行连接形式，利用Belden标准圆形五芯屏蔽通讯电缆将各个站点连接起来。( 如下图3所示，雏菊链的DeviceNet设备通讯网络；以变频器网络为例)
图3变频器雏菊链（Daisy Chain）的DeviceNet设备通讯网络
由于我厂的设备分布比较分散，某些站点之间相距较远。尤其是一些现场站点，相距离超过100米。因此所有DeviceNet网络的传输速率都设定为125KBPS, 以确保通讯可靠。除了分布式I/O, 人机界面和传感器等站点位于生产现场外,一百余台变频器的DeviceNet网络系统分布在两个马达控制中心（MCC）室，这就实现了对电动机的集中控制，统一管理。（ 如图4所示：MCC 室内DeviceNet变频器网络一角 注:图中黄色电缆是网络通讯缆）
在DeviceNet各工作站之间，我们大都采用了敞开式分接口（ 注：现场的一些站采用密封的T型分接口或密封连接口 ），将站与站之间的电源线、通讯线、屏蔽线分别地并联接在一起，组成雏菊链形式的物理拓扑结构。在首尾终端两站分别安装了终端电阻。（121Ω，1%，1/4W）
图4 MCC 室内DeviceNet变频器网络一角
5 DeviceNet的组态软件及控制实现。
利用设备网RS-232-C的PC接口适配人器（1770-KFD）或设备网PC卡（1784-PCD）可以实现PC机与PLC的设备网扫描器的通讯.
DeviceNet的管理软件RS Networx for DeviceNet 是基于Windows平台的软件，利用它可以组态设备网并进行项目管理和网络故障诊断等。它支持A-B及第三方设备组态电子数据表（EDS）。
DeviceNet规约定义了显式报文（Explicit Message）和I/O报文（I/O Message）两种不同性质的报文，两种报文可以同时在总线上传送。
组态过程中,首先应组态扫描器，设置扫描器与PLC之间的I/O地址界面，建立扫描器与各站适配器之间的通讯。
组态网络上各个站时，先要定义各个站的地址(即站号)。站的地址可以不连续，但要与各站适配器DIP开关设定相一致。
对于Flex I/O 或Armor Block I/O 等I/O类型的工作站，我们采用I/O报文（I/O Message）的形式，分配各站的输入和输出。I/O报文是周期传送的，具有较高的优先级，从而保证它的实时性。
对于变频器、软起动器等设备类站点，我们采用显式报文（Explicit Message）的形式，分配PLC和各站之间发送/接收的字长;定义通讯方式和(我们定义为polled 方式,每个扫描周期);建立与PLC之间对应的“软”I/O关系。
再利用PLC５的编程软件ＲＳlogix5编制出块传送（BTR/BTW）命令，实现ＰＬＣ对设备网上工作站I/O信息采集和控制。PLC控制程序就可以根据各站的工作状态向各站发出控制命令，以达到工艺要求。
由于我公司的各PLC都连接到Ethernet上，网上中控制室内有Rsview32监控工作站。各显示器可显示出RS view不同工艺区域的监控界面。在中控室既可以控制全厂的设备，也可查看各站点的当前工作状态，人机界面非常友好。
6．DeviceNet 网络的使用体会。
（１）DeviceNet现场总线可以节省大量费用。
从安装阶段来看，只通过一根通讯缆，就实现了对整个网上各站点供电及通讯，相对于点对点的控制方式，节省大量的电缆,桥架等。不但缩短了安装时间，而且降低了安装费用。
从控制上来看：利用网络通讯及“软”Ｉ／Ｏ方式，也节约了I/O模块和大笔资金。
如对变频器工作站，启动/停止，加速/减速等命令；电压、电流、温度等参数，都可从DeviceNet网络通讯实现，节约了I/O模块，尤其是模拟I/O模块，费用相当昂贵。
（２） 设备故障率大大降低，且诊断方便，排除迅速。
DeviceNet由于仅用一条通讯电缆控制整个设备网络，使设备故障率大大降低；各站点通讯端子支持带电热插拔，若某一站点出现问题及故障排除，不影响网上其他站点
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基于DeviceNet总线的无尘纸生产线网络控制
1． 引言： 无尘纸（又名膨化芯材）是一种高附加值的新型卫生用品。它具有卓越的高吸湿性、可靠锁水性、卫生安全性等优点，广泛应用于妇女卫生巾、成人尿失禁、婴儿纸尿裤等产品领域。 由于DeviceNet设备网是基于生产者/客户网络模式，它使控制数据能够同时到达网上的各个站点单元，网络利用率高；它允许状态切换的报文发送，可以实现更快的响应，有效地减少了网络通讯量。周期性的报文发送，提供了更好的确定性；对等通信，允许数据和状态信息在设备间进行交换；这些优点都为更高的生产率提供了有力保障。 2． 无尘纸生产线的开放式网络控制结构： 我公司无尘纸生产线全套从欧洲进口,是目前本行业内最先进的设备.其控制系统吸收了美国罗克韦尔公
[工业控制]
数控高速平面涡卷弹簧流水线的设计与实现
目前国内卷簧的生产多采用单个工序个体流水线作业的加工方式，生产速度慢、外形尺寸一致性差、弹性材料损耗大。上世纪90年代，发达国家中的德国已开始研制数控一体化的卷簧生产流水线，专门用于生产汽车安全带的卷收弹簧，但其存在着加工产品的品种较单一、生产可调的范围较小、生产速度较慢等问题。且不能对不同类型、不同材料的卷簧进行按需加工可调。为此，笔者单位和上海协力卷簧制造有限公司合作研制了一条数控高速平面涡卷弹簧流水线。整个卷簧流水线从功能上可分为三个部分：卷簧机、固化炉、反绕设备。卷簧原材料条带首先经过卷簧机预成型，成型为一个个卷簧初胚；再用传输带送入固化炉内进行热处理；最后用反绕设备将其反绕，成为合格的卷簧产品。 1 卷簧流水线 控制系
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DeviceNet是一个开放的网络标准。规范和协议都是开放的——供应商将设备连接到系统时，无需为硬件、软件或授权付费；任何人都能以名义上的复制成本（目前为250美元+邮费）从开放式DeciceNet供应商协会（ODVA）获得DeviceNet规范。
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