摘要:
DeviceNet 网络作为工业自动化领域广为应用的网络,不仅可以作为设备级的网络,
还可以作为控制级的网络,通过设备网提供的服务还可以实现以太网上的实时控制。本文就
是详细介绍
DeviceNet 网络在酒钢选矿厂的实际应用。
关键词:
PLC ControlLogix DeviceNet 变频器
DeviceNet 中文也称设备网,是二十世纪 90 年代中期由美国罗克韦尔公司在 CAN 基础
上推出的一种开放型、符合全球工业标准的低成本、高性能的通讯网络。它通过一根电缆将诸
如可编程控制器、传感器、光电开关、操作员终端、电动机、变频器和软启动器等现场智能设备
连接起来,是分布式控制系统减少现场
I/O 接口和布线数量,将控制功能下载到现场设备
的理想解决方案。酒钢选矿厂的一些主要设备(包括竖炉的鼓风机、球磨机的给矿电振、旋流
器的给矿泵、浓缩大井的底流泵)的电机都是通过变频器控制的,
DeviceNet 网络就是将这
些变频器连接起来,通过
PLC 完成对变频器的自动控制与生产的过程控制。
1、选矿厂自动控制系统概述
酒钢选矿厂自动控制系统采用美国罗克韦尔公司
ControlLogix5000 系统,ControlLogix
系统是一个技术先进的控制平台,通过通讯接口模块可以实现与计算机、分布式处理器和分
布式
I/O 的互连。选矿厂的 ControlLogix5000 控制系统采用以太网、控制网、设备网
(
DeviceNet)三层网络结构。上层为以太网,通过网关与控制网相连,将底层的生产、设备
数据传送给上层以太网,以太网作为厂级信息网,负责上层数据传输。中层为控制网,控制
网采用分布式集散控制结构。底层为设备网也叫
DeviceNet 网络,连接现场变频器,共连接
100 多 台变 频器 。整 个控 制系 统所 涉及 的软 件均 为美 国罗 克韦 尔公 司的 配套 产品 :
Logix5000、RSLink、RSNetWorx、RSView32 等。
2、选矿控制系统中的 DeviceNet 网络构成
选矿自动化控制系统的
DeviceNet 设备网是按照工艺分区域划分的,包括竖炉控制系
统、弱磁控制系统、强磁控制系统、浓缩脱水控制系统及浮选控制系统。选矿厂的
DeviceNet
设备网所连接的设备都是变频器,然后通过控制网连接到
PLC 来控制变频器的启停及调节
变频器的频率,控制线路简单可靠,充分体现了
DeviceNet 网络的优势。每一段 DeviceNet
网都连接到每一个系统的的本地站上。具体的网络拓扑图如图
1 所示:
整个控制系统的硬件都是采用
ControlLogix5000 系列 PLC, DeviceNet 网络选用的是
1756-DNB 通讯模块,变频器选用的是罗克韦尔公司的 1336PlusII 变频器。具体的物理连接
就是在每一个系统的
PLC 本地站的机架内安装 1756-DNB 通讯模块,在每一台变频器上都
安装有一块
1336-GM5 通讯网卡,通过通讯电缆 1770-CD10 将系统内所有的变频器串接在
一起,连接模块与通讯卡的网络接头选用
AB 5 针开放式的专用接头,最后在网络的终端用
标准电阻加封。
3、DeviceNet 网络施工与软件组态
因为现场变频器多数安装在相应系统的电磁站内,每个本地
PLC 柜都安装在主控室,
他们之间的传输距离刚好在允许范围之内(
DeviceNet 网络的最大拓扑距离为 500 米),于
是选用五芯带屏蔽专用电缆,电缆敷设完成后,制作网络接头,在安装网络接头时网络上
的设备必须关闭,并按设计好的网络地址将变频器
1336-GM5 通讯卡地址设置好,每个系
统的
1756-DNB 模块设置好地址后安装到位。为了保证 DeviceNet 的稳定性,同时在 1756-
DNB 模块端加装独立的 24V 直流电源。网络安装好后,将 24V 直流电源测试正常后上电,
PLC 机架送电同时变频器送电,此时查看 1756-DNB 通讯模块指示灯状态,若正常,则说
明硬件设备通讯已调试好;如有异常检查接头是否连接好或模块是否与底座接触良好。
设备网组态软件采用罗克韦尔公司的
RSNetWorx for DeviceNet,用组态软件对网络划
分站号并为网络设置统一波特率,站号的使用不能超过
61 号,62 号留给组态终端。最后通
过
RSLinx 、RSLogix5000 对 1756-DNB 模块进行组态和通讯,完成控制器与变频器之间的