食品及制藥生產(chǎn)線DCS系統(tǒng)工程控制說明：
食品及制藥生產(chǎn)線電控系統(tǒng)下的一個子項目，變頻器在其生產(chǎn)線基于總線控制系統(tǒng)，并在集中監(jiān)控層利用強(qiáng)大的人機(jī)界面軟件進(jìn)行組態(tài)，實現(xiàn)了對變頻器的遠(yuǎn)程監(jiān)控?SPAN lang=EN-US>
傳統(tǒng)的PLC實行集中控制，所有的電纜都必須連接至PLC控制柜，布線和接線相當(dāng)繁瑣。變頻器本身有動力線和控制線，在大型生產(chǎn)線中應(yīng)用較多，如遇大規(guī)模的改造，其重新布線的工程量和費用較多�？偩�控制系統(tǒng)具有設(shè)計方便、結(jié)構(gòu)靈活、安裝簡便的特點，省去了大量的柜間聯(lián)線，減少了安裝費用。編程軟件和組態(tài)軟件具有在線故障診斷功能，使調(diào)試和維護(hù)更方便。食品及制藥配套生產(chǎn)線基于總線控制系統(tǒng)中。
現(xiàn)場總線是用于最終控制設(shè)備與上層自動化控制設(shè)備之間的雙向串行通信鏈絡(luò)，采用可進(jìn)行簡單連接的雙絞線等作為總線，具有結(jié)構(gòu)簡單，執(zhí)行協(xié)議直觀，價格低廉等優(yōu)點，同時性能又能令人滿意。同時并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在位于現(xiàn)場的多個微機(jī)化測量控制設(shè)備之間及現(xiàn)場儀表與遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)之間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成各種適應(yīng)實際需要的自動控制系統(tǒng)。
是一種低成本的基于通訊總線，用于連接工業(yè)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場總線，其特點是低成本、開發(fā)容易、支持的廠家多，并且不需要昂貴的連接線路。網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)可采用五線制電纜，它包括了二條信號線，二條24V電源線和一條屏蔽線。設(shè)備可以從網(wǎng)絡(luò)上直接獲得電源，并能在線地從網(wǎng)絡(luò)上連接和切下設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)提供的電源為8安培，還可以增加冗余的電源。
2廠家的電控方案
該生產(chǎn)線工藝流程復(fù)雜，系統(tǒng)設(shè)備控制較多，分布在三層工房內(nèi)，控制點多且位置分散。廠家為避免傳統(tǒng)控制系統(tǒng)需敷設(shè)大量電纜，給設(shè)計、施工、調(diào)試和維護(hù)帶來很****煩的缺點，經(jīng)綜合考慮采用采用基于設(shè)備控制層、集中監(jiān)控層和生產(chǎn)管理層的三層管控一體化電控系統(tǒng)：
其設(shè)備控制層為的Devicenet網(wǎng)，主要控制底層設(shè)備；
集中監(jiān)控層主站SLC504 PLC通過機(jī)架插槽上的控制網(wǎng)模塊，通過同軸電纜上與PLC以及監(jiān)控機(jī)等上控制主網(wǎng)；
生產(chǎn)管理層與集中監(jiān)控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)連接，兩臺監(jiān)控機(jī)工作站、服務(wù)器、數(shù)據(jù)處理機(jī)、工程師站、質(zhì)檢室工作站及打印機(jī)，均建立在同一個工業(yè)以太網(wǎng)上,與底層的設(shè)備控制層共同構(gòu)成三級管控一體化控制系統(tǒng)。
3 變頻器上Devicenet網(wǎng)
該系統(tǒng)把集中監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)及設(shè)備控制層主站PLC集中于中央控制室內(nèi)。設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)電控柜組及分布式I/O現(xiàn)場操作箱，負(fù)責(zé)直接控制現(xiàn)場設(shè)備及信息交換�，F(xiàn)場控制系統(tǒng)主站PLC一是采用AB公司的Controllogix5550，其上配置一塊Controlnet網(wǎng)卡[2]、三塊Devicenet網(wǎng)卡和一塊DH+網(wǎng)卡。[3]另一主站SLC504通過1756-CNBR模塊上Controlnet網(wǎng)進(jìn)行通信。電控柜組及現(xiàn)場操作箱均通過FlexI/O接入Devicenet網(wǎng)[3]。在電控柜組上設(shè)置Panelview1400作為現(xiàn)場操作界面，Panelview1400具備Devicenet接口適配器，與Devicenet網(wǎng)連接。
從以上配置來看，采用總線利于發(fā)揮其低成本、二次開發(fā)容易的特點，并且不需要昂貴的連接線路。若變頻器不上總線，按原控制模式放在本地，如通過PLC輸入輸出模塊接聯(lián)接線則還有線纜較多的毛��；如將控制線接入本地子站則浪費I/O點，增加了I/O的模塊數(shù)，浪費投資。若變頻器上總線則需要投入一部分接口卡1203-GK5的投資，但可通過總線實現(xiàn)控制節(jié)省了I/O點，[4]也能充分利用已計劃投入的 器件接口和費用，特別是能實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，包括本地和中控模式的手自動設(shè)置和頻率的設(shè)置，自動化程度高，且變頻器放在控制柜內(nèi)一是可方便維護(hù)，二上可降低保護(hù)等級和費用。
經(jīng)以上討論和權(quán)衡，廠家決定變頻器上。
4 解決方案
4.1軟硬件配置
序號 名稱 型 號
1 設(shè)備網(wǎng)通訊模塊
2 變頻器 (1.5KW)8臺
3 變頻器 (2.2KW)16臺
4 手持操作器
5 手持操作器連接電纜
6 安裝支座
7 連接電纜（1米）
8 組態(tài)軟件 RSNetWorx for DeviceNet（原有）
9 人機(jī)界面軟件 RSView32（原有）
4.2 1336PlusII變頻器建立通訊的方法
1336 PLUS II變頻器通過網(wǎng)卡1203-GK5接入網(wǎng)絡(luò)，并經(jīng)PLC 基架中的1756-DNB模板連接，與PLC ControlLogix5550通訊，實現(xiàn)對電機(jī)的控制，可讀取變頻器狀態(tài)字、運行頻率、變頻器溫度及電機(jī)電流等大量過程參數(shù),
見附圖1。
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
RSView 32人機(jī)界面軟件，不直接和底層設(shè)備進(jìn)行通訊，而是通過PLC作為數(shù)據(jù)傳輸接口，即通過controlnet控制網(wǎng)絡(luò)與PLC進(jìn)行通訊，PLC再通過1756-DNB模板、Devicenet網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)卡1203-GK5作為數(shù)據(jù)傳輸載體與1336 PLUS II變頻器通訊。
如此使RSView32能夠方便、快捷與變頻器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，只需在控制室監(jiān)控機(jī)上遠(yuǎn)程更改參數(shù)即可。1336 Plus II變頻器通過Devicenet網(wǎng)絡(luò)得到了智能化控制，達(dá)到遠(yuǎn)程控制目的。
4.3 1336PlusII變頻器的底層控制的路徑
4.3.1 網(wǎng)卡1203-GK5接入
該模塊用于連接設(shè)備網(wǎng)和帶有SCANport接口的設(shè)備，如圖2所示。控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN是一種流行的、可靠的接口技術(shù)。A-B公司開發(fā)的SCANport接口正是基于CAN接口標(biāo)準(zhǔn)下開發(fā)研制的，作為變頻器和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通訊接口。通過SCANport接口，A-B公司的變頻器可以連接在設(shè)備網(wǎng)上，并作為設(shè)備網(wǎng)上的一個節(jié)點，和網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備進(jìn)行組態(tài)通訊。
圖2 1203-GK5外觀示意圖
該模塊背板上有兩排DIP開關(guān)，用于設(shè)置節(jié)點號、波特率、數(shù)據(jù)通道等，如圖3所示。在1203-GK5上DIP開關(guān)SW1出廠設(shè)置值為： SW1-1=0，SW1-2=0，SW1-3=0，SW1-4=0，SW1-5=0，SW1-6=0，SW1-7=0，SW1-8=0�，F(xiàn)場DIP開關(guān)SW1值就是采用出廠設(shè)置值，如圖3所示。DIP開關(guān)SW2組DIP撥碼1-6用來設(shè)定地址，出廠默認(rèn)值為63，按二進(jìn)制計算。SW2-1～SW2-6設(shè)定設(shè)備網(wǎng)節(jié)點地址，出廠設(shè)置節(jié)點地址為111111（2），63（D），按SW2-6，SW2-5，SW2-4…SW2-1由大到小順序排列，節(jié)點地址范圍為0～63。具體節(jié)點地址可根據(jù)編程需要設(shè)定。SW2-7～SW2-8設(shè)定數(shù)據(jù)傳輸速率，出廠設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸速率為125K。我們采用的保持125K不變。
