AB1336 PLUS Ⅱ变频器在总线控制系统中的应用

引言

　　传统的PLC实行集中控制，所有的电缆都必须连接至PLC控制柜，布线和接线相当繁琐。变频器本身有动力线和控制线，在大型生产线中应用较多，如遇大规模的改造，其重新布线的工程量和费用较多。AB Devicenet总线控制系统具有设计方便、结构灵活、安装简便的特点，省去了大量的柜间联线，减少了安装费用。编程软件和组态软件具有在线故障诊断功能，使调试和维护更方便。本文主要论述AB 1336 PLUS Ⅱ变频器在Green公司CO2膨胀烟丝配套生产线基于AB Devicenet总线控制系统中的具体应用。

1 现场总线概述

　　近年来，随着控制技术、计算机技术和网络技术的快速发展，测控技术、计算机控制和通信领域的结合应用已经成为大势所趋。工业自动化目前正朝现场总线控制系统方向发展。基于现场总线的控制系统（FCS）成为新一代的工业控制系统，将逐步取代传统的DCS，这是技术发展的必然要求。

　　现场总线（field bus）是用于最终控制设备与上层自动化控制设备之间的双向串行通信链络，采用可进行简单连接的双绞线等作为总线，具有结构简单，执行协议直观，价格低廉等优点，同时性能又能令人满意。同时并按公开、规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测量控制设备之间及现场仪表与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，形成各种适应实际需要的自动控制系统。

　　Devicenet是一种低成本的基于CAN（Controller Area Network）通讯总线，用于连接工业设备与网络的现场总线，其特点是低成本、开发容易、支持的厂家多，并且不需要昂贵的连接线路。由美国罗克韦尔公司支持的DeviceNet是IEC62026标准之一，网络介质可采用五线制电缆，它包括了二条信号线，二条24V电源线和一条屏蔽线。DeviceNet设备可以从网络上直接获得电源，并能在线地从网络上连接和切下设备。网络提供的电源为8安培，还可以增加冗余的电源。

2 案例厂家的电控方案

　　该生产线工艺流程复杂，系统设备控制较多，分布在三层工房内，控制点多且位置分散。厂家为避免传统控制系统需敷设大量电缆，给设计、施工、调试和维护带来很大麻烦的缺点，经综合考虑采用采用基于设备控制层、集中监控层和生产管理层的三层管控一体化电控系统：

　　其设备控制层为AB的Devicenet网，主要控制底层设备；
　　集中监控层主站SLC504 PLC通过机架插槽上的控制网模块，通过同轴电缆上与Contrologix5550 PLC以及监控机等上AB的Controlnet控制主网；
　　生产管理层与集中监控系统通过Ethernet网络连接，两台监控机工作站、服务器、数据处理机、工程师站、质检室工作站及打印机，均建立在同一个工业以太网上,与底层的设备控制层共同构成三级管控一体化控制系统。

3 变频器上Devicenet网的讨论

　　该系统把集中监控系统、生产管理系统及设备控制层主站PLC集中于中央控制室内。设备控制系统设电控柜组及分布式I/O现场操作箱，负责直接控制现场设备及信息交换。现场控制系统主站PLC一是采用AB公司的Controllogix5550，其上配置一块Controlnet网卡[2>、三块Devicenet网卡和一块DH+网卡。[3>另一主站SLC504通过1756-CNBR模块上Controlnet网进行通信。电控柜组及现场操作箱均通过FlexI/O接入Devicenet网[3>。在电控柜组上设置Panelview1400作为现场操作界面，Panelview1400具备Devicenet接口适配器，与Devicenet网连接。

　　从以上配置来看，采用 Devicenet总线利于发挥其低成本、二次开发容易的特点，并且不需要昂贵的连接线路。若变频器不上总线，按原控制模式放在本地，如通过PLC输入输出模块接联接线则还有线缆较多的毛病；如将控制线接入本地子站则浪费I/O点，增加了I/O的模块数，浪费投资。若变频器上总线则需要投入一部分接口卡1203-GK5的投资，但可通过总线实现控制节省了I/O点，[4>也能充分利用已计划投入的 DeviceNet器件接口和费用，特别是能实现远程控制，包括本地和中控模式的手自动设置和频率的设置，自动化程度高，且变频器放在控制柜内一是可方便维护，二上可降低保护等级和费用。

　　经以上讨论和权衡，厂家决定变频器上Devicenet网。

4 解决方案

　　4.1软硬件配置
　　序号 名称 型 号
　　1 设备网通讯模块 1203-GK5
　　2 变频器 1336F-BRF20-AA-EN-L4 (1.5KW)8台
　　3 变频器 1336F-BRF30-AA-EN-L4 (2.2KW)16台
　　4 手持操作器 1201-HA2
　　5 手持操作器连接电缆 1202-H30
　　6 安装支座 1201-DMA
　　7 连接电缆 1202-C10（1米）
　　8 Devicenet网组态软件 RSNetWorx for DeviceNet（原有）
　　9 人机界面软件 RSView32（原有）
　　4.2 1336PlusII变频器建立通讯的方法