A-B現場總線在“乳品加工”行業的應用
2002年,東北地區某乳品廠進行生產線擴建改造。該廠原來曾采用了眾多的PLC-5和SLC500系列產品,并通過DH+連接在一起。此次改造,該廠生產能力將擴大一半以上,改造過程涉及到原有控制系統的升級、替換和刪除。
鮮奶是不易保存的,所以整個乳品廠工程中最關鍵的問題,是如何在不停產的基礎上,將原有功能和原有現場I/O設備的控制完整切換到新系統上。其次,是該如何采用一個更為合理、更為先進、更為可靠的方案,以適應變頻器、智能化儀表等設備在工程上的大量應用。
為此該工程選用了ControlLogix系統,通過其強大的網絡功能,包括EtherNet、ControlNet和DH+等,成功地實現了不停產切換和擴建改造??⒐ず蟮南到y信息層采用快速以太網為紐帶,實現了工控信息的發布和共享;控制層則以ControlNet為骨干,兼容DH+,有效地規劃了系統負荷,使網絡更快速更安全;設備層選用了RIO和DeviceNet,不僅大大節省了用戶投資和現場工作量,還使得信息更全面,實現了更靈活、更智能化的控制。
A-B現場總線技術概述
乳品加工是一個復雜的多工藝協調控制系統,它包括產品制造系統:奶源、凈乳、配方、濃縮、干燥、干混、包裝;服務系統,如:蒸汽、熱風、制冷、清洗;此外還有:凈化水、污水處理等系統。因為最終產品和人體健康密切相關,所以對控制系統的精度、可靠性和實時性都提出了很高的要求。
與其它品牌自動化產品相比,A-B強大的網絡通訊功能是一大顯著優勢。NetLinx開放式網絡結構包含了信息層、控制層和設備層三層網絡,NetLinx結構把網絡服務、CIP(控制和信息協議)以及開放式軟件接口結合在一起。根據特定的應用需求,用戶可以混合搭配一層、兩層或全部三層網絡,并可以在網絡間無縫地傳送數據。在該網絡結構體系下,羅克韋爾自動化的Logix平臺為用戶提供了不同格式下控制的兼容性。
以太網(Ethernet)
以太網技術在近十幾年來發展得非常迅速。由于其應用的廣泛性和技術的先進性,不僅壟斷了商用計算機的通信領域和過程控制領域中上層的信息管理與通信,而且在工業控制領域也得到了大規模的應用,并且也是今后工業現場網絡發展的趨勢。EtherNet工業協議(EtherNet/IP)是一個開放式工業網絡標準,采用IEEE802.3物理介質及數據鏈路標準,提供了實時I/O消息和對等信息通訊。典型情況下,EtherNet/IP網絡采用有源星型拓撲結構,設備組按點對點方式連接到交換機。交換機提供虛擬連接,有助于控制網絡碰撞并減少網絡堵塞。羅克韋爾自動化產品中,PLC-5E系列和SLC5/05系列及ControlLogix產品都提供了以太網接口。
DH+(DataHighwayPlus)
DH+(DataHighwayPlus)是一種較早投入使用的工業局域網,可用于PLC、計算機、人機界面產品等之間進行數據傳送。所有的增強型PLC-5及SLC5/04都有內置的DH+通訊口,加上DH+使用便宜的網絡介質和最長達3000米的傳輸距離,它在各行業都得到了廣泛的應用。但是,由于DH+網采用令牌傳送協議,在節點過多時(超過20個)可導致傳輸實時性的降低,在此情況下,不適合于對安全及連鎖控制實時性要求較高的控制場合。
ControlNet
ControlNet是90年代以后開發和應用的自動化及控制網絡,該網絡集數種網絡的優點于一身,擁有I/O、PLC互鎖、信息傳輸以及在同一網上編程等功能。它是一種用于對信息傳送有時間苛刻要求的、高速確定性網絡。同時它允許傳送無時間苛求的報文數據,但不會對有時間苛求的數據傳送造成沖擊。ControlNet采用了生產者/客戶(Producer/Consumer)模式,這種模式允許網絡上的所有節點,同時從單個的數據源存取相同的數據。其最主要的特點是:更強的系統功能;更高的效率,因為數據的發送與客戶的數量無關;精確的同步化,因為數據同時到達每個節點。
DeviceNet是一個開放的網絡,可以將底層的設備直接與車間級控制器相連,如:限位開關、光電傳感器、變頻器、電力監控模塊及觸摸屏等,而無需通過硬線將它們與I/O模塊連接。這種連接極大的改進了設備間的通訊功能,并可提供診斷、預測故障等功能。
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