時(shí)間:2012-04-11 09:48:36來(lái)源:xuliyuan
Industrial Network Application in Cardboard Box Printing Machinery Solutions
中達(dá)電通華南大區(qū)FAE 林星華
【摘要】本文主要介紹臺(tái)達(dá)PLC的DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線和HMI的Ethernet網(wǎng)絡(luò)如何在紙箱印刷機(jī)械上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制。
【Abstract】This paper mainly introduces the Delta PLC and HMI DeviceNet fieldbus the Ethernet network how in cardboard box printing machine on the network control.
【關(guān)鍵詞】PLC;DeviceNet;紙箱印刷機(jī)械
【Keywords】PLC;DeviceNet;box printing machine
DeviceNet是具有優(yōu)良施工性能的現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò),廣闊的覆蓋應(yīng)用領(lǐng)域,從終端組件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制器件等都能容易地連接到該網(wǎng)絡(luò)中,使設(shè)備和生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)制造、安裝、調(diào)試、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)都能降低成本和節(jié)約時(shí)間,同時(shí)為客戶進(jìn)一步增加附加價(jià)值。
1紙箱印刷機(jī)械電氣控制原理
瓦楞紙箱是包裝行業(yè)不可缺少的材料,在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)中擔(dān)任著重要角色。瓦楞紙箱生產(chǎn)設(shè)備要實(shí)現(xiàn)楞紙板的多色套色印刷、開(kāi)槽、模切、半成品紙箱收集等工序。合操作,除了有獨(dú)立的參數(shù)設(shè)定和控制,還需要監(jiān)控其他機(jī)臺(tái)的狀況,因此臺(tái)達(dá)HMI的Ethernet方式一機(jī)多屏的快速數(shù)據(jù)傳輸功能,配合DeviceNet總線網(wǎng)絡(luò)連接正好滿足了該需求。控制示意圖如圖1。
圖1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制示意圖
DeviceNet是一種比較合適的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)解決方案,采用臺(tái)達(dá)PLC的DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)分散控制的網(wǎng)絡(luò)整合。這一款紙箱印刷機(jī)械每一個(gè)機(jī)臺(tái)都有6個(gè)或以上的機(jī)械定位,由于臺(tái)達(dá)SV系列PLC目前只有4路AB相高速計(jì)數(shù)器,所以每個(gè)機(jī)臺(tái)會(huì)用到2臺(tái)SV的PLC。而每一部分的微小調(diào)節(jié)都是利用變頻器和旋轉(zhuǎn)編碼器,配合PLC的高速計(jì)數(shù)器判斷完成,而臺(tái)達(dá)的SV系列PLC和E系列變頻器都有相應(yīng)的DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線解決方案。如圖2所示。
圖2 工作示意圖
每一個(gè)機(jī)臺(tái)的PLC通過(guò)DeviceNet總線網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),相互之間交換所需信息,以及控制命令,達(dá)到在其中一個(gè)機(jī)臺(tái)能夠監(jiān)視各部分器件的狀況,控制和調(diào)整每一部分機(jī)構(gòu),或緊急停止遠(yuǎn)程其他機(jī)臺(tái)的效果。這樣做,一方面同時(shí)免去繁多的硬接線,另一方面可以在多種產(chǎn)品同類部件間實(shí)現(xiàn)互換性的同時(shí),減少配線和安裝工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的成本和時(shí)間。通過(guò)DeviceNet總線,可以根據(jù)位移實(shí)時(shí)調(diào)整變頻器輸出頻率,調(diào)整加減速線性,實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟停,以及配合旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)量位移位置,達(dá)到精確定位的效果。同時(shí)監(jiān)控變頻器的工作狀況(包括運(yùn)行狀態(tài)、輸出頻率、輸出電流、報(bào)警內(nèi)容等)。通過(guò)Ethernet網(wǎng)絡(luò)的觸摸屏可以直接設(shè)定遠(yuǎn)程每一個(gè)機(jī)臺(tái)的PLC參數(shù),以及收集該機(jī)臺(tái)的工作狀況和報(bào)警信息。這樣通過(guò)DeviceNet的直接互相連性不僅改善了設(shè)備間的通信,同時(shí)提供了相當(dāng)重要的故障診斷功能,實(shí)現(xiàn)了低成本、高性能的工業(yè)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)互連。
2控制系統(tǒng)構(gòu)成
控制系統(tǒng)配置如表1所示。
表1控制系統(tǒng)配置
序號(hào) |
名稱 |
型號(hào)及規(guī)格 |
單位 |
數(shù)量 |
1 |
PLC主機(jī) |
DVP28SV11R |
臺(tái) |
15 |
2 |
DeviceNet模塊 |
DVPDNET-SL |
臺(tái) |
15 |
3 |
PLC 輸入模塊 |
DVP16SM11N |
臺(tái) |
14 |
4 |
PLC 輸出模塊 |
DVP16SP11R |
臺(tái) |
14 |
5 |
人機(jī)界面 |
DOP-B10E615 |
臺(tái) |
8 |
6 |
旋轉(zhuǎn)編碼器 |
ES5-06CN8942F |
個(gè) |
56 |
7 |
電源模塊 |
DVPPS02 |
臺(tái) |
8 |
8 |
變頻器 |
VFD022E43A |
臺(tái) |
16 |
9 |
變頻器DeviceNet從站模塊 |
CME-DN01 |
個(gè) |
16 |
10 |
以太網(wǎng)集線器 |
8通道 |
個(gè) |
1 |
11 |
終端電阻 |
120奧姆 |
個(gè) |
10 |
12 |
其他傳感器 |
|
個(gè) |
若干 |
控制架構(gòu)圖如圖3所示。
圖3控制架構(gòu)圖
由于版面原因,編碼器數(shù)量不能全部標(biāo)示出來(lái)。另外,各個(gè)機(jī)構(gòu)的位置調(diào)整,只是在更換生產(chǎn)料號(hào)時(shí)才動(dòng)作,因此客戶為了節(jié)省成本,每個(gè)機(jī)臺(tái)只安裝2臺(tái)變頻器作調(diào)速定位,依靠外部接觸器切換各個(gè)機(jī)構(gòu)的電機(jī)工作,因此每次最多只有2個(gè)位置調(diào)整機(jī)構(gòu)同時(shí)動(dòng)作。人機(jī)界面通過(guò)Ethernet網(wǎng)絡(luò),先訪問(wèn)DeviceNet控制層的主站送料部PLC,再通過(guò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)到各個(gè)從站PLC。每一個(gè)機(jī)臺(tái)的2個(gè)PLC通過(guò)RS485的PLC-Link方式交換數(shù)據(jù)。地址(NodeAddress)分配如表2、3所示。
表2 地址分配1
序號(hào) |
控制層DevicetNet |
型號(hào)及規(guī)格 |
Node Address |
1 |
送料部PLC主站 |
DVP28SV11R/DVPDNET-SL |
00 |
2 |
套色1部PLC從站 |
DVP28SV11R/DVPDNET-SL |
01 |
3 |
套色2部PLC從站 |
DVP28SV11R/DVPDNET-SL |
02 |
4 |
套色3部PLC從站 |
DVP28SV11R/DVPDNET-SL |
03 |
5 |
套色4部PLC從站 |
DVP28SV11R/DVPDNET-SL |
04 |
6 |
開(kāi)槽部PLC從站 |
DVP28SV11R/DVPDNET-SL |
05 |
7 |
模切部PLC從站 |
DVP28SV11R/DVPDNET-SL |
06 |
8 |
收集臺(tái)PLC從站 |
DVP28SV11R/DVPDNET-SL |
07 |
由于設(shè)備層是各自PLC站點(diǎn)下屬的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò),因此可以定義相同的節(jié)點(diǎn)地址也不會(huì)產(chǎn)生干涉,反而方便編程(例如,套色1到套色4機(jī)構(gòu)相同,都可以使用相同的PLC程序)。
表3 地址分配2
序號(hào) |
設(shè)備層DevicetNet |
型號(hào)及規(guī)格 |
Node Address |
1 |
PLC主站 |
DVP28SV11R/DVPDNET-SL |
10 |
2 |
變頻器1 |
VFD022E43A/CME-DN01 |
11 |
3 |
變頻器2 |
VFD022E43A/CME-DN01 |
12 |
3 DeviceNetBuilder軟件調(diào)試
3.1 通訊連接
通訊參數(shù)設(shè)定好后,選擇“網(wǎng)絡(luò)—在線”,即可以搜索網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備,當(dāng)搜索完畢后,選擇00號(hào)主站網(wǎng)絡(luò),會(huì)顯示出檢測(cè)到的網(wǎng)絡(luò)模塊和設(shè)備。選擇10號(hào)主站網(wǎng)絡(luò),會(huì)顯示出檢測(cè)到的網(wǎng)絡(luò)模塊和設(shè)備,如圖4所示。
圖4 選擇10號(hào)主站網(wǎng)絡(luò),會(huì)顯示出檢測(cè)到的網(wǎng)絡(luò)模塊和設(shè)備
3.2 模塊參數(shù)設(shè)置
用鼠標(biāo)左鍵雙擊DNET Scanner主站模塊圖標(biāo),可以進(jìn)入主站模塊的“掃描模塊配置”工具,設(shè)定從站的掃描列表,以及寄存器的對(duì)應(yīng)設(shè)備(地址)映像表:
分別連接到套色1、套色2、套色3、套色4、開(kāi)槽、模切、收集的主站PLC,切換到各個(gè)設(shè)備層網(wǎng)絡(luò),并且編輯地址影射表,如圖5所示。
圖5 編輯地址影射表
配置好后,將PLC工作模式切換到停止,選擇“網(wǎng)絡(luò)—下載”,將設(shè)定好的參數(shù)下載到DeviceNet模塊中,下載完畢后,再運(yùn)行重新PLC。檢查主站DVPDNET-SL的“MS LED”和”NS LED”指示燈都是綠色,并顯示DeviceNet的通訊節(jié)點(diǎn)號(hào)。這樣DeviceNet的設(shè)定工作就基本完成。
4 結(jié)束語(yǔ)
該設(shè)備整臺(tái)機(jī)器是按照高要求、高速度、高效率、可靠性及安全性而設(shè)計(jì)制造,最高送料頻率是200張/分鐘,最大進(jìn)紙尺寸1200×2400(毫米),能夠快速換單,操作調(diào)整方便,自動(dòng)歸零和自動(dòng)復(fù)位。所有間隙或定位數(shù)字化電動(dòng)調(diào)整。通過(guò)人機(jī)界面可儲(chǔ)存常用訂單,實(shí)現(xiàn)快速換單操作。而整套設(shè)備的技術(shù)亮點(diǎn)在于總線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,一方面簡(jiǎn)化設(shè)備制造的配線工作,減少配線時(shí)間,提高配線精確性;在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)建造或組裝設(shè)備時(shí),不再需要特殊配線規(guī)則和詳細(xì)數(shù)據(jù),或特殊培訓(xùn),簡(jiǎn)化了設(shè)備安裝工藝;另一個(gè)方面提高了設(shè)備用戶的監(jiān)控和維護(hù)效率,通過(guò)總線網(wǎng)絡(luò)可以減少生產(chǎn)和維護(hù)的工作,參數(shù)設(shè)定完畢后可以通過(guò)保存到HMI的配方,減少相同工藝的重復(fù)生產(chǎn)的調(diào)整和設(shè)置工作,使生產(chǎn)工作標(biāo)準(zhǔn)化,便于設(shè)備管理。并可以實(shí)現(xiàn)快速的網(wǎng)絡(luò)故障信息診斷,減少系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間。總而言之,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)是很好的應(yīng)用工具。
作者簡(jiǎn)介:
林星華,出生于1974年2月,畢業(yè)于廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電一體化專業(yè),具有十多年的自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)和服務(wù)經(jīng)驗(yàn),目前就職于中達(dá)電通華南大區(qū),負(fù)責(zé)臺(tái)達(dá)PLC、HMI、AMD、AIC、ASD等機(jī)電產(chǎn)品的技術(shù)支持。
標(biāo)簽:
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