基于現(xiàn)場(chǎng)總線控制的變頻器在干法造紙生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

1． 引言
無(wú)塵紙是一種高附加值的新型衛(wèi)生用品。它具有卓越的高吸濕性、可靠鎖水性、衛(wèi)生安全性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于婦女衛(wèi)生巾、成人尿失禁、嬰兒紙尿褲等產(chǎn)品領(lǐng)域。為滿足亞太地區(qū)對(duì)無(wú)塵紙日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，世界無(wú)紡布行業(yè)巨頭英國(guó)BBA集團(tuán)于1999年在中國(guó)天津投資成立了博愛(ài)（中國(guó)）膨化芯材有限公司；并安裝了目前世界上最先進(jìn)的干法造紙（無(wú)塵紙）生產(chǎn)線，于2001年秋正式投產(chǎn)，年生產(chǎn)能力16000噸。

2． 干法造紙（無(wú)塵紙）生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介：
干法造紙要求十分嚴(yán)格穩(wěn)定的生產(chǎn)條件，與傳統(tǒng)的濕法造紙技術(shù)完全不同。其核心是漿粕氣流成網(wǎng)技術(shù)?；竟に囘^(guò)程是：在恒溫、恒濕、恒氣壓的環(huán)境中利用氣流成網(wǎng)技術(shù)，按照不同比例配比開(kāi)松成單纖維狀態(tài)的木漿纖維板、合成短纖維、PE（聚乙烯）粉末和SAP(超級(jí)吸濕粉末)等原料，從它們各自的原料準(zhǔn)備區(qū)域，經(jīng)過(guò)設(shè)備自動(dòng)測(cè)算和計(jì)量，然后用風(fēng)機(jī)管道氣流傳輸方法使它們輸送到成型站。各種原料在成型站的成型頭內(nèi)充分混合后，靠真空吸附均勻地凝集在成網(wǎng)皮帶上，再經(jīng)過(guò)噴膠、熱風(fēng)加熱/熔化、熱壓、反面噴膠、熱風(fēng)加熱/熔化，冷卻、打卷，分切等過(guò)程，生產(chǎn)出優(yōu)良產(chǎn)品。
各種原料經(jīng)過(guò)從成型站成型直到成品打卷要經(jīng)過(guò)10條不同的輸送皮帶。針對(duì)不同的產(chǎn)品，不但要求各原材料的進(jìn)給量，風(fēng)機(jī)速度，傳動(dòng)電機(jī)速度等連續(xù)可調(diào)節(jié)，而且驅(qū)動(dòng)速度和轉(zhuǎn)矩更要求嚴(yán)格準(zhǔn)確，否則將對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成重大影響。

3.控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介
我公司干法造紙無(wú)塵紙生產(chǎn)線全套從歐洲進(jìn)口,是目前本行業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的設(shè)備。其控制系統(tǒng)根據(jù)美國(guó)羅克韋爾公司的全方位自動(dòng)化的理念而設(shè)計(jì)的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)及設(shè)備。三層網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)貫穿于整個(gè)生產(chǎn)控制區(qū)域。實(shí)現(xiàn)了從信息層(Ethernet) 到控制層（ControlNet）和現(xiàn)場(chǎng)層 (DeviceNet) 的無(wú)縫連接。
五臺(tái)裝有RSview32和RS logix5軟件的A-B 工業(yè)PC機(jī)安裝在中控室內(nèi)，它們的以太網(wǎng)接口都連接到HUB上。該網(wǎng)通過(guò)HUB還與企業(yè)Intranet相連，通過(guò)TC P/IP協(xié)議組成Ethernet網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成信息（管理）層
生產(chǎn)線控制層由具有以太網(wǎng)功能的八臺(tái)A-B PLC5和一臺(tái)A-B SLC500可編程序控制器組成，它們都安裝在MCC（馬達(dá)控制中心）室內(nèi)的控制柜內(nèi)，分別控制九個(gè)工藝區(qū)域。它們的以太網(wǎng)接口都通過(guò)媒體轉(zhuǎn)換設(shè)備經(jīng)光纖連接到中控室的集線器（HUB）上。
各臺(tái)可編程序控制器除掛接本地及遠(yuǎn)程I/O模塊、Panel View人機(jī)界面等裝置外，都安裝了DeviceNet掃描器（1771-SDN或1747-SDN），并通過(guò)DeviceNet通訊模塊（1336-GM5,1203-GK5，1794-ADN等）下掛現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備，如變頻器，電機(jī)軟起動(dòng)器，F(xiàn)lex I/O,9000系列光電開(kāi)關(guān)等組成DeviceNet設(shè)備網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)裝置的有效控制。

4． DeviceNet變頻器設(shè)備網(wǎng)硬件組成和軟件組態(tài)及控制實(shí)現(xiàn)。
DeviceNet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，它采用生產(chǎn)者／客戶模式，提供了強(qiáng)有力的故障診斷與排除能力，是一種理想的設(shè)備層現(xiàn)場(chǎng)總線。
下面以PLC5-40/E為例子，介紹變頻器設(shè)備網(wǎng)的連接方法。PLC5本地機(jī)架上都安裝了DeviceNet掃描器模塊（A-B 1771-SDN），它有兩個(gè)通道，每個(gè)通道最多可以外接64個(gè)站。每個(gè)PLC利用本機(jī)網(wǎng)絡(luò)掃描器通過(guò)DeviceNet通訊適配器 (1203-GK5或1336-GM5，) 來(lái)下掛本控制區(qū)域的各臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備。這些站點(diǎn)主要包括：A-B 變頻器（1336F，1336E，160SSC系列，）A－B電機(jī)軟起動(dòng)器（SMC 150系列）等。
我公司采用的是雛菊鏈（Daisy　Chain）的環(huán)行連接形式的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。，利用Belden標(biāo)準(zhǔn)圓形五芯屏蔽通訊電纜將各個(gè)站點(diǎn)連接起來(lái)。在首尾終端兩站分別安裝了終端電阻（121Ω，1%，1/4W）。 如下圖1所示，雛菊鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的DeviceNet變頻器設(shè)備通訊網(wǎng)絡(luò)示意圖

我廠的設(shè)備分布比較分散，某些站點(diǎn)之間相距較遠(yuǎn)。因此所有DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率都設(shè)定為125KBPS, 以確保通訊可靠。