A-B現(xiàn)場總線在“乳品加工”行業(yè)的應用
加入技術交流群
2002年，東北地區(qū)某乳品廠進行生產(chǎn)線擴建改造。該廠原來曾采用了眾多的PLC-5和SLC500系列產(chǎn)品，并通過DH+連接在一起。此次改造，該廠生產(chǎn)能力將擴大一半以上，改造過程涉及到原有控制系統(tǒng)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(chǎn)的基礎上，將原有功能和原有現(xiàn)場I/O設備的控制完整切換到新系統(tǒng)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(tǒng)，通過其強大的網(wǎng)絡功能，包括EtherNet、ControlNet和DH+等，成功地實現(xiàn)了不停產(chǎn)切換和擴建改造。竣工后的系統(tǒng)信息層采用快速以太網(wǎng)為紐帶，實現(xiàn)了工控信息的發(fā)布和共享；控制層則以ControlNet為骨干，兼容DH+，有效地規(guī)劃了系統(tǒng)負荷，使網(wǎng)絡更快速更安全；設備層選用了RIO和DeviceNet，不僅大大節(jié)省了用戶投資和現(xiàn)場工作量，還使得信息更全面，實現(xiàn)了更靈活、更智能化的控制。
A-B現(xiàn)場總線技術概述
乳品加工是一個復雜的多工藝協(xié)調控制系統(tǒng)，它包括產(chǎn)品制造系統(tǒng)：奶源、凈乳、配方、濃縮、干燥、干混、包裝；服務系統(tǒng)，如：蒸汽、熱風、制冷、清洗；此外還有：凈化水、污水處理等系統(tǒng)。因為最終產(chǎn)品和人體健康密切相關，所以對控制系統(tǒng)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(chǎn)品相比，A-B強大的網(wǎng)絡通訊功能是一大顯著優(yōu)勢。NetLinx開放式網(wǎng)絡結構包含了信息層、控制層和設備層三層網(wǎng)絡，NetLinx結構把網(wǎng)絡服務、CIP（控制和信息協(xié)議）以及開放式軟件接口結合在一起。根據(jù)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(wǎng)絡，并可以在網(wǎng)絡間無縫地傳送數(shù)據(jù)。在該網(wǎng)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(wǎng)（Ethernet）
以太網(wǎng)技術在近十幾年來發(fā)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(yè)控制領域也得到了大規(guī)模的應用，并且也是今后工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢。EtherNet工業(yè)協(xié)議（EtherNet/IP）是一個開放式工業(yè)網(wǎng)絡標準，采用IEEE802.3物理介質及數(shù)據(jù)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(wǎng)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(wǎng)絡碰撞并減少網(wǎng)絡堵塞。羅克韋爾自動化產(chǎn)品中，PLC-5E系列和SLC5/05系列及ControlLogix產(chǎn)品都提供了以太網(wǎng)接口。
DH+（DataHighwayPlus）
DH+（DataHighwayPlus）是一種較早投入使用的工業(yè)局域網(wǎng)，可用于PLC、計算機、人機界面產(chǎn)品等之間進行數(shù)據(jù)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(wǎng)絡介質和最長達3000米的傳輸距離，它在各行業(yè)都得到了廣泛的應用。但是，由于DH+網(wǎng)采用令牌傳送協(xié)議，在節(jié)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(fā)和應用的自動化及控制網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡集數(shù)種網(wǎng)絡的優(yōu)點于一身，擁有I/O、PLC互鎖、信息傳輸以及在同一網(wǎng)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(wǎng)絡。同時它允許傳送無時間苛求的報文數(shù)據(jù)，但不會對有時間苛求的數(shù)據(jù)傳送造成沖擊。ControlNet采用了生產(chǎn)者/客戶（Producer/Consumer）模式，這種模式允許網(wǎng)絡上的所有節(jié)點，同時從單個的數(shù)據(jù)源存取相同的數(shù)據(jù)。其最主要的特點是：更強的系統(tǒng)功能；更高的效率，因為數(shù)據(jù)的發(fā)送與客戶的數(shù)量無關；精確的同步化，因為數(shù)據(jù)同時到達每個節(jié)點。
DeviceNet是一個開放的網(wǎng)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(jiān)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。
評論