1 前言

現代的工業自動化生產中各種設備間需要相互交換信息，協調完成自動控制功能，這就需要網絡的支持。基于此羅克韋爾自動化推出了由以太網、控制網和設備網所組成的開放型網絡。

設備網（DeviceNet）是一種低成本的通信鏈接，它通過單根導線把可編程控制器直接和“智能”設備，如傳感器、按鈕、馬達起動器、簡單的操作員接口以及變頻器相連。它安裝調試簡單，已經廣泛的應用于工業自動化生產系統。

控制網（ControlNet）常傳輸大量的I/O和對等通訊信息，具有確定性和可重復性，它緊密的聯系控制器和I/O設備，使得多個控制器能夠共享輸入數據，實現對等通訊。

以太網（Ethernet）以TCP/IP作為其傳輸協議，是一個開放型的信息網絡，作為自動化網絡的最高層，可以對現場采集到的數據和信息進行處理和管理。

在實施網絡控制時，可以借助羅克韋爾自動化的SLC500系列可編程控制器，簡便的將設備網與以太網連接起來。本文介紹的羅克韋爾自動化的開放型網絡構成的交流調速遠程控制實驗系統，可實現PC機僅通過一張以太網網卡而對底層的設備網的變頻器進行控制和監視。這套系統網絡結構簡單，并未使用控制網，但是這種簡單有效的方法可以推廣用于其他的自動化系統設計中。

2 以太網集成控制系統

2.1 簡介

羅克韋爾自動化采用的三層網絡結構為工業自動化提供理想的解決方案。在復雜的過程控制系統中，多個控制器和人機界面需要大量的數據傳輸，控制網是必不可少的，它提供的產生者/消費者數據交換方式能夠增強網絡的傳輸速度。但是在不需要多個控制器協調控制的場合，可以簡化控制網，這樣使得控制簡單便于維護。用一個可編程控制器就可以取代控制網的地位，將設備網和以太網連接起來。這樣就可以有效的降低成本投入，實現有效的網絡控制。

2.2 設備網現場總線

設備網現場總線是一種低成本高性能的工業設備網絡，它具有以下的特點：

設備網應用國際標準的控制局域網(CAN)協議，建立了設備網的應用協議。它具有公開的技術規范和廉價的通信部件，使得其具有比其他現場總線低得多的開發費用。

設備網上使用制造者/消費者通信模式，能夠提高網絡通信效率。任何一個在設備網上的設備（制造者）只需發送一次報文，其他設備（消費者）如果需要該報文，就可以接受和使用。設備網提供的I/O報文適用于實時性要求較高和面向控制的數據。但是設備網的傳輸速度不高，有500Kbps、250Kbps、125Kbps三種速度可選。網絡上可以掛接64個設備。

在調整和診斷設備時，可以隨意的連接或斷開設備，使用DeviceManager軟件可以靈活的對設備網管理和調試運行。

2.3 工業以太網

羅克韋爾自動化提出的工業以太網支持實時報文和非實時報文，其中的實時報文交換是建立在制造者/消費者通信模式之上的，能夠用于實時的I/O控制。以太網使用的是載波監聽/錯誤檢測的通訊協議，當要減少網絡的沖突時，要注意以下方面：

為了減少以太網上的報文沖突，可以使用全雙工的交換以太網。它能使實時I/O報文傳輸更加穩定。由于IP廣播報文的存在，使用IGMPsnooping組播過濾技術，可以更有效的利用網絡帶寬。在以太網與底層網絡間進行端口映射技術是實現實時傳輸的必備條件。

3 交流調速遠程控制系統的設計

3.1 實驗系統的結構

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如圖1所示，1203-GK5為智能通訊模塊，它能夠將多種SCANport設備與DeviceNet聯接，而1305變頻器具有SCANport接口，所以1305變頻器可以由1203-GK5聯接到設備網。設備網和以太網是通過SLC500連接在一起的。SLC500是一個系列的小型可編程控制器的總稱，在此使用的必須是具備5/05的處理器并使用1747-SDN模塊，1747-SDN模塊是設備網上的掃描模塊，對設備網上的設備進行掃描、檢測。5/05的處理器具備以太網接口，可以直接連接到以太網。這樣SLC500就是連接設備網和以太網的唯一設備。

圖1 系統的結構圖

3.2 網絡數據的傳輸

使用配套軟件RSNetWorxforDeviceNet可以簡便的設置設備網。設置1747-SDN掃描模塊時，筆者選用離散I/O方式為網上的變頻器分配輸入輸出映射表，刷新時間可以設為2ms。配置完設備網后，以太網上的PC機就可以使用SLC500的編程軟件RSlogix500對SLC編程，通過對SLC的輸入/輸出文件O0和I1的控制就能實現變頻器簡單的正轉、反轉、點動、清除錯誤等各種控制位的設置。但要實現可視化的上位工控機監測和控制，必須使用RSview32這種圖形化的人機界面軟件。