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引言

隨著白酒產(chǎn)量的日益提高，以單機(jī)自動化為主的傳統(tǒng)包裝生產(chǎn)線的缺陷也逐漸顯現(xiàn)。當(dāng)生產(chǎn)線上某臺設(shè)備的主要工作參數(shù)產(chǎn)生變化或調(diào)整時(如灌裝機(jī)速度)，由于各單機(jī)之間不能實(shí)時交換工作數(shù)據(jù)，其他設(shè)備無法對變化的參數(shù)產(chǎn)生及時響應(yīng)，因此常常造成生產(chǎn)線工作停止，嚴(yán)重時還造成設(shè)備故障或損壞。白酒包裝企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)線工作的協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性， 將現(xiàn)場總線技術(shù)引入到白酒包裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)或 改造中。本文將以某白酒企業(yè)進(jìn)行白酒生產(chǎn)線改造為例，簡要介紹以灌裝機(jī)PLC為主站，利用DeviceNet現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)與洗瓶機(jī)組進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)交換，從而完成對洗瓶機(jī)組主要工作參數(shù)及其各段變頻器進(jìn)行綜合控制，同時將洗瓶機(jī)組各單機(jī)的工作狀況反饋回主站，確保整條生產(chǎn)線工作的協(xié)調(diào)、穩(wěn)定和高效。

1 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的搭建

DeviceNet是一種基于CAN技術(shù)、具有開放 的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)而且結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的網(wǎng)絡(luò)解 決方案，傳輸率為125Kbit/s至500Kbit/s,每個網(wǎng) 絡(luò)的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為64個，位于DeviceNet網(wǎng)絡(luò)上 的設(shè)備可以自由連接或斷開，而不會影響網(wǎng)上 的其他設(shè)備的正常工作⑴。因此，DeviceNet作 為一種高性能的協(xié)議，目前在市場上有著廣泛 應(yīng)用。

1.1白酒包裝生產(chǎn)線組成

需要改造的白酒包裝生產(chǎn)線由沖洗瓶機(jī)組-輸 送機(jī)組-灌裝機(jī)-壓紋封蓋機(jī)-瓶身烘干機(jī)-貼標(biāo)機(jī) 等主要設(shè)備組成⑵。由于篇幅有限，本文僅介紹 DeviceNet現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中，灌裝機(jī)PLC主站對洗 瓶機(jī)組操作從站和變頻器從站進(jìn)行綜合控制的網(wǎng) 絡(luò)搭建和主要工作程序。洗瓶機(jī)組由浸泡機(jī)、刷 瓶機(jī)、沖洗機(jī)三套設(shè)備連線組成，各設(shè)備均由獨(dú) 立的變頻器控制，其中浸泡機(jī)需要用電加熱浸泡 用水并能自動檢測加熱管故障。洗瓶機(jī)組與灌裝 機(jī)共用一套PLC,灌裝機(jī)PLC通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)控 制洗瓶機(jī)組各套設(shè)備的啟動、停止、速度均衡并 采集各套設(shè)備的現(xiàn)場工況，從而保障生產(chǎn)線的正 常工作。

1.2 DeviceNet現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的硬件組成

為保障生產(chǎn)線上各臺設(shè)備在灌裝機(jī)統(tǒng)一指揮 下協(xié)調(diào)工作，獲得較高的生產(chǎn)效率，現(xiàn)場總線網(wǎng) 絡(luò)達(dá)的構(gòu)建將以臺達(dá)系列工控產(chǎn)品為基礎(chǔ)進(jìn)行搭 建，網(wǎng)絡(luò)連接圖如圖1所示。

以灌裝機(jī)PLC (DVP28SV)為主站，在洗瓶 機(jī)組上連接4個從站，各站點(diǎn)的硬件組成及功能概 述見表1。

                                                                                      表 輯線網(wǎng)絡(luò)各站點(diǎn)硬件組成及功能表

 

分類	節(jié)點(diǎn) 地址	網(wǎng)絡(luò)模塊 名稱	連接設(shè)備	主要功能
主站	00	DVPDNET- SL掃描模 塊	DVP28SV (PLC)	1控制灌裝機(jī)控 制啟停，定量調(diào) 整及速度控制； 2 管理DeviceNet 上的所有從站， 并完成從站與 PLC主機(jī)的數(shù)據(jù) 交換； 3負(fù)責(zé)整條生產(chǎn) 線的協(xié)調(diào)指揮。
從 站	01		DVP-16SP	負(fù)責(zé)洗瓶機(jī)組的 開關(guān)量控制
		RTU-DNET 模塊	DVP-04AD	檢測浸泡機(jī)電加 熱管故障
			DVP-04PT	檢測浸泡機(jī)水溫
	02	DN02	VFD007M21A （浸泡機(jī)變頻 器）	通過RS485通訊 端口對之相連接 的浸泡機(jī)變頻器 進(jìn)行控制。
	03	DN02	VFD007M21A （刷瓶機(jī)變頻 器）	通過RS485通訊 端口對之相連接 的刷瓶機(jī)變頻器 進(jìn)行控制•
	04	DN02	VFD007M21A （沖洗瓶機(jī)變 頻器）	通過RS485通訊 端口對之相連接 的沖洗瓶機(jī)變頻 器進(jìn)行控制。

設(shè)置為38400； 8, N, 2； RTU。其它格 式無效。設(shè)置方法見表2'

                                                                                                表2從站變頻器參數(shù)設(shè)置表㈤

 

參數(shù)	設(shè)置值	說明
POO	03	主頻率輸入由通訊控制（RS485）
P01	03	運(yùn)轉(zhuǎn)指令由通訊控制，鍵盤STOP有效
P88	01	設(shè)置變頻器通訊地址01
P89	03	Baud rate 38400bps
P92	03	Modbus RTU模式，資料格式＜8, N, 2＞

2.2主站和各從站設(shè)備之間I。數(shù)據(jù)映射關(guān)系 2.2.1主站與從站1主站由D VPDNET網(wǎng)絡(luò)模塊與D VP28SV （PLC）組成，DVP28SV （PLC）通過觸摸屏設(shè) 置和存儲生產(chǎn)線各工作參數(shù)及灌裝機(jī)各工作參 數(shù)，并由DVPDNET將主站接入DeviceNet現(xiàn)場總 線網(wǎng)絡(luò)完成對生產(chǎn)線上各從站的控制。

2 DeviceNet現(xiàn)場

總線網(wǎng)絡(luò)的配置

2.1通訊配置

1） 總線網(wǎng)絡(luò)上各模 塊通訊速率：通過各模塊 上功能設(shè)定開關(guān)將各主從 站模塊通訊速率均設(shè)為 500Kbps；

2） 計算機(jī)與SV主機(jī) 的通訊參數(shù)：通訊端口 設(shè)為COM1；通訊速率 9600bps；通訊協(xié)議7, E, 1；通訊模式：ASCII Mode。）

3） 從站3、4、5為變 頻器，在通訊前將變頻器

 

 

圖1灌裝機(jī)與洗瓶機(jī)組網(wǎng)絡(luò)連接圖

用于檢測工作電流，檢測到電流值通過DVP-4AD 模塊轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量并映射入主站的D6041-D6043 數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，以供PLC判斷加熱管的工作情況及 故障情況。

2） DVP-4PT模塊：用于檢測浸泡箱內(nèi) 水溫檢測，并將檢測到的水溫映射入主站的 D6045-D6047數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，以便主站隨時了解 浸泡池內(nèi)的工況，從而決定加熱管的啟停及其啟 停數(shù)量，使洗瓶機(jī)工作在最佳工作狀態(tài)。

3） DVP-16SP模塊：灌裝機(jī)主站通過輸出端Y 控制洗瓶機(jī)組的開關(guān)量，如運(yùn)行、停機(jī)、噴水等 動作，并通過輸入端X將洗瓶機(jī)組的故障信號、操 作人員的緊急停機(jī)請求等發(fā)送至主站，以便主站 對洗瓶機(jī)組與整條生產(chǎn)線進(jìn)行工作協(xié)調(diào)。

2.2.2主站與從站2、3、4

從站2-從站4由三組DN2模塊和VFD007M21A 變頻調(diào)速器組成，DN2和VFD007M21A之間用 RS485端口進(jìn)行通訊，VFD007M21A通過DN2接入 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)變頻器與主站之間的數(shù)據(jù)交 換，保障主站對各變頻器的統(tǒng)一控制。

1） 變頻器與通訊模塊之間用RS485通訊線連 接，并通過DN2通訊模塊連接在總線網(wǎng)絡(luò)上。

2） 主站可通過總線網(wǎng)絡(luò)將啟停指令、工作頻 率等信息按映射關(guān)系發(fā)送給各變頻器，同時各變 頻器的工作狀態(tài)和工作頻率也可通過總線網(wǎng)絡(luò)回 饋至主站，從而保障生產(chǎn)線的協(xié)調(diào)工作。

3） 變頻器由控制字2000H的狀態(tài)控制變頻器的 啟動、停止以及運(yùn)轉(zhuǎn)的方向，BitO-1為01時，變頻 器停止，BitO-1為10時，變頻器啟動；Bit4-5為01時 為正方向運(yùn)轉(zhuǎn)，Bit4>5為10時為反方向運(yùn)轉(zhuǎn)叫變頻器由頻率字2001H設(shè)定變頻器的頻率。

3結(jié)束語

基于臺達(dá)工控產(chǎn)品的DeviceNet現(xiàn)場總線網(wǎng)協(xié) 議設(shè)計簡單，配線簡便，能實(shí)時完成各設(shè)備及其 相應(yīng)的控制器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，該網(wǎng)絡(luò)在茅臺 鎮(zhèn)某白酒企業(yè)包裝生產(chǎn)線上的成功應(yīng)用，有效地 解決了傳統(tǒng)生產(chǎn)線中各單機(jī)信息無法共享而造成 的生產(chǎn)停滯或故障。以灌裝機(jī)為控制中心的PLC 主站可隨時與各從站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，采集各從站 的實(shí)際工況數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)對各從站進(jìn)行 遠(yuǎn)程控制，使整個控制過程更加穩(wěn)定、高效，也 有效保障了生產(chǎn)線工作的連續(xù)性，提高了生產(chǎn)效率。

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