DeviceNet網(wǎng)絡(luò)控制在大型專(zhuān)用液壓機(jī)上的應(yīng)用

伏紅生，連雪榮

（徐州壓力機(jī)械有限公司 技術(shù)中心，江蘇 徐州 221004）

0 引言

隨著汽車(chē)、航空航天工業(yè)的發(fā)展，要求為其配套的專(zhuān)用液壓機(jī)大多為非標(biāo)訂單型產(chǎn)品。如何適應(yīng)市場(chǎng)的不同需求，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)可靠的控制系統(tǒng)，已成為鍛壓液壓機(jī)行業(yè)的緊迫任務(wù)。傳統(tǒng)以繼電器為主的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)繁復(fù)、安調(diào)工作量大，給現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)試帶來(lái)了諸多麻煩。而基于DeviceNet網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線，開(kāi)拓了一條專(zhuān)用液壓機(jī)快捷設(shè)計(jì)的創(chuàng)新思路。

1 系統(tǒng)概述

OMRON公司的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，覆蓋了從傳感器、元件層到控制器（PLC）、顯示終端等所有控制環(huán)節(jié)，很方便地將各種控制器件連在一個(gè)開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線中。通訊電纜就是一根五芯屏蔽電纜。由于DeviceNet是低成本的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不僅避免了傳統(tǒng)電控系統(tǒng)昂貴繁瑣的硬接線，而且具有自診斷反饋、故障報(bào)警等功能。因此特別適用于專(zhuān)用液壓機(jī)功能各異的液壓調(diào)控，并有利于主機(jī)現(xiàn)場(chǎng)電控系統(tǒng)布局的簡(jiǎn)潔協(xié)調(diào)。

2 系統(tǒng)配置

液壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)是針對(duì)液壓系統(tǒng)的工作要求，控制相關(guān)的油泵電機(jī)組、電磁換向閥等液壓元器件，控制液壓油的方向與壓力，從而控制液壓缸等驅(qū)動(dòng)主機(jī)，實(shí)施程序化的連續(xù)工藝動(dòng)作功能。本創(chuàng)新系統(tǒng)選用OMRON公司的CS1系列PLC和CS1W-DRM21-V網(wǎng)絡(luò)模塊；HMI（人機(jī)界面）為NS10-TV01B，為OMRON公司10英寸的TFT工業(yè)觸摸屏。采用既有開(kāi)關(guān)量又有模擬量的輸入/輸出，通過(guò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)將輸入/輸出驅(qū)動(dòng)連接到PLC對(duì)應(yīng)端口，并利用人機(jī)界面HMI實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換與調(diào)控，從而構(gòu)成了人機(jī)交互調(diào)控與即時(shí)反饋為一體的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)是通過(guò)分布在各個(gè)節(jié)點(diǎn)諸多相關(guān)的元器件，與DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)連接而組成的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)，色標(biāo)五芯通訊電纜中兩根電源線，兩根信號(hào)線，一根接地線。

系統(tǒng)配置中各個(gè)輸入輸出參量的表述及組成元器件為：開(kāi)關(guān)量的輸入，主要是按鈕、旋鈕、行程開(kāi)關(guān)及壓力開(kāi)關(guān)等；開(kāi)關(guān)量的輸出，主要有接觸器、電磁閥和指示燈；模擬量的輸入，壓力、位移和溫度傳感器，信號(hào)電流為4-20mA；模擬量的輸出，比例溢流閥的壓力控制信號(hào)，信號(hào)電壓0-10V；主要驅(qū)動(dòng)元器件，采用變頻器控制的移動(dòng)工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的配置及控制流程如圖1所示。

系統(tǒng)的調(diào)試和編程利用OMRON CX-One集成軟件平臺(tái)，先用CX-Intergrador構(gòu)建DeviceNet網(wǎng)絡(luò)，分配好節(jié)點(diǎn)號(hào)和各節(jié)點(diǎn)具體的I/O地址；再利用CX-Programer進(jìn)行詳細(xì)的I/O表的創(chuàng)建，控制程序的編制，建成軟硬件一體的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。

圖1 3000T專(zhuān)用液壓機(jī)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)配置圖

3 DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的主要參量特點(diǎn)

①本集成網(wǎng)絡(luò)的輸入/輸連接節(jié)點(diǎn)可達(dá)64個(gè)。②網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟ㄌ芈?00、250、125kbps可選，數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸距離達(dá)500m；信號(hào)傳輸距離與使用電纜有關(guān)，長(zhǎng)距離干線最好使用標(biāo)配電纜。③總成尋址實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（一對(duì)多）或主/從站的網(wǎng)絡(luò)傳輸，且其數(shù)據(jù)包范圍保有0～8個(gè)字節(jié)。④干線與支線的電源和信號(hào)同在一條共用電纜中，并支持設(shè)備傳輸通斷的“熱插拔”功能。

4 結(jié)束語(yǔ)

在液壓機(jī)控制上使用DeviceNet總線，首先降低了連線的工作量和配線成本，接線簡(jiǎn)單方便，提高了系統(tǒng)的可靠性，節(jié)省了線路復(fù)雜的檢查和調(diào)試時(shí)間；其次，良好的兼容性，使控制系統(tǒng)配置方便靈活，設(shè)備選擇范圍廣，開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)使液壓機(jī)在改造時(shí)，機(jī)動(dòng)調(diào)節(jié)功能增強(qiáng)，擴(kuò)展改造更加從容自如，最大連接64個(gè)節(jié)點(diǎn)，足以滿足各類(lèi)專(zhuān)用液壓機(jī)的控制要求。

[1]DeviceNet工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)介紹.OMRON公司，2009.

[2]CS、CJ模擬量模塊操作手冊(cè).OMRON公司，2003.

[3]李秀娟，甄昌發(fā).PLC串行通信在液壓機(jī)中的應(yīng)用.鍛壓裝備與制造技術(shù)，2007，42（2）.

[4]魏國(guó)勇，劉 吶，竇 磊，等.DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線在壓力機(jī)中的應(yīng)用.鍛壓裝備與制造技術(shù)，2011，46（2）.