工業(yè)網(wǎng)絡(luò )在紙箱印刷機械的解決方案

　　DeviceNet是具有優(yōu)良施工性能的現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )，新2廣闊的覆蓋應用領(lǐng)域，從終端組件、執行機構、控制器件等都能容易地連接到該網(wǎng)絡(luò )中，使設備和生產(chǎn)線(xiàn)的設計制造、安裝、調試、維護等各個(gè)環(huán)節都能降低成本和節約時(shí)間，同時(shí)為客戶(hù)進(jìn)一步增加附加價(jià)值。

　　1紙箱印刷機械電氣控制原理

　　瓦楞紙箱是包裝行業(yè)不可缺少的材料，在儲運環(huán)節中擔任著(zhù)重要角色。瓦楞紙箱生產(chǎn)設備要實(shí)現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，除了有獨立的參數設定和控制，還需要監控其他機臺的狀況，因此臺達HMI的Ethernet方式一機多屏的快速數據傳輸功能，配合DeviceNet總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接正好滿(mǎn)足了該需求?？刂剖疽鈭D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，采用臺達PLC的DeviceNet現場(chǎng)總線(xiàn)實(shí)現分散控制的網(wǎng)絡(luò )整合。這一款紙箱印刷機械每一個(gè)機臺都有6個(gè)或以上的機械定位，由于臺達SV系列PLC目前只有4路AB相高速計數器，所以每個(gè)機臺會(huì )用到2臺SV的PLC。而每一部分的微小調節都是利用變頻器和旋轉編碼器，配合PLC的高速計數器判斷完成，而臺達的SV系列PLC和E系列變頻器都有相應的DeviceNet現場(chǎng)總線(xiàn)解決方案。如圖2所示。

　　圖2 工作示意圖

　　每一個(gè)機臺的PLC通過(guò)DeviceNet總線(xiàn)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，達到在其中一個(gè)機臺能夠監視各部分器件的狀況，控制和調整每一部分機構，或緊急停止遠程其他機臺的效果。這樣做，一方面同時(shí)免去繁多的硬接線(xiàn)，另一方面可以在多種產(chǎn)品同類(lèi)部件間實(shí)現互換性的同時(shí)，減少配線(xiàn)和安裝工業(yè)自動(dòng)化設備的成本和時(shí)間。通過(guò)DeviceNet總線(xiàn)，可以根據位移實(shí)時(shí)調整變頻器輸出頻率，調整加減速線(xiàn)性，實(shí)現平穩啟停，以及配合旋轉編碼器測量位移位置，達到精確定位的效果。同時(shí)監控變頻器的工作狀況(包括運行狀態(tài)、輸出頻率、輸出電流、報警內容等)。通過(guò)Ethernet網(wǎng)絡(luò )的觸摸屏可以直接設定遠程每一個(gè)機臺的PLC參數，以及收集該機臺的工作狀況和報警信息。這樣通過(guò)DeviceNet的直接互相連性不僅改善了設備間的通信，同時(shí)提供了相當重要的故障診斷功能，實(shí)現了低成本、高性能的工業(yè)設備的網(wǎng)絡(luò )互連。

　　2控制系統構成

　　控制系統配置如表1所示。

　　表1控制系統配置

　　控制架構圖如圖3所示。

　　圖3控制架構圖

　　由于版面原因，編碼器數量不能全部標示出來(lái)。另外，各個(gè)機構的位置調整，只是在更換生產(chǎn)料號時(shí)才動(dòng)作，因此客戶(hù)為了節省成本，每個(gè)機臺只安裝2臺變頻器作調速定位，依靠外部接觸器切換各個(gè)機構的電機工作，因此每次最多只有2個(gè)位置調整機構同時(shí)動(dòng)作。人機界面通過(guò)Ethernet網(wǎng)絡(luò )，先訪(fǎng)問(wèn)DeviceNet控制層的主站送料部PLC，再通過(guò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)到各個(gè)從站PLC。每一個(gè)機臺[工業(yè)電器網(wǎng)-cnelc]的2個(gè)PLC通過(guò)RS485的PLC-Link方式交換數據。地址(NodeAddress)分配如表2、3所示。

　　表2 地址分配1

　　由于設備層是各自PLC站點(diǎn)下屬的獨立網(wǎng)絡(luò )，因此可以定義相同的節點(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機構相同，都可以使用相同的PLC程序)。

　　表3 地址分配2

　　3 DeviceNetBuilder軟件調試

　　3.1 通訊連接

　　通訊參數設定好后，選擇“網(wǎng)絡(luò )—在線(xiàn)”，即可以搜索網(wǎng)絡(luò )中的設備，當搜索完畢后，選擇00號主站網(wǎng)絡(luò )，會(huì )顯示出檢測到的網(wǎng)絡(luò )模塊和設備。選擇10號主站網(wǎng)絡(luò )，會(huì )顯示出檢測到的網(wǎng)絡(luò )模塊和設備，如圖4所示。

　　圖4 選擇10號主站網(wǎng)絡(luò )，會(huì )顯示出檢測到的網(wǎng)絡(luò )模塊和設備

　　3.2 模塊參數設置

　　用鼠標左鍵雙擊DNET Scanner主站模塊圖標，可以進(jìn)入主站模塊的“掃描模塊配置”工具，設定從站的掃描列表，以及寄存器的對應設備(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”，將設定好的參數下載到DeviceNet模塊中，下載完畢后，再運行重新PLC。檢查主站DVPDNET-SL的“MS LED”和”NS LED”指示燈都是綠色，并顯示DeviceNet的通訊節點(diǎn)號。這樣DeviceNet的設定工作就基本完成。

　　4 結束語(yǔ)

　　該設備整臺機器是按照高要求、高速度、高效率、可靠性及安全性而設計制造，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，操作調整方便，自動(dòng)歸零和自動(dòng)復位。所有間隙或定位數字化電動(dòng)調整。通過(guò)人機界面可儲存常用訂單，實(shí)現快速換單操作。而整套設備的技術(shù)亮點(diǎn)在于總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的應用，一方面簡(jiǎn)化設備制造的配線(xiàn)工作，減少配線(xiàn)時(shí)間，提高配線(xiàn)精確性;在生產(chǎn)現場(chǎng)建造或組裝設備時(shí)，不再需要特殊配線(xiàn)規則和詳細數據，或特殊培訓，簡(jiǎn)化了設備安裝工藝;另一個(gè)方面提高了設備用戶(hù)的監控和維護效率，通過(guò)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )可以減少生產(chǎn)和維護的工作，參數設定完畢后可以通過(guò)保存到HMI的配方，減少相同工藝的重復生產(chǎn)的調整和設置工作，使生產(chǎn)工作標準化，便于設備管理。并可以實(shí)現快速的網(wǎng)絡(luò )故障信息診斷，減少系統停機時(shí)間?？偠灾?，工業(yè)網(wǎng)絡(luò )是很好的應用工具。

　　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)機電一體化專(zhuān)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，目前就職于中達電通華南大區，負責臺達PLC、HMI、AMD、AIC、ASD等機電產(chǎn)品的技術(shù)支持。