DeviceNet總線通訊系統在轉杯紡紗機中的應用

王 淵

（經緯紡織機械股份有限公司榆次分公司，山西 榆次 030601）

引言

自動化控制領域隨著分布式控制系統的發展，在工業上的分布式控制系統中，經常需要將不同的設備相連，進行實時控制、實時傳輸控制數據等。DeviceNet是一種低成本的通訊總線，它將工業設備連接到網絡，從而消除了昂貴的硬接線成本。直接互連性改善了設備間的通訊效果，并同時提供了重要的設備級診斷功能，這是通過硬接線I／O接口很難實現的。DeviceNet的許多特性沿襲于CAN，CAN總線是一種設計良好的通信總線，它主要用于實時傳輸控制數據。DeviceNet的主要特點是：短幀傳輸，每幀的最大數據為8個字節；無破壞性的逐位仲裁技術；網絡最多可連接64個節點；數據傳輸波特率為128kb／s、256kb／s、512kb／s；點對點、多主或主／從通信方式；采用CAN 的物理和數據鏈路層規約。DeviceNet是一個開放的網絡標準。由于其技術的開放型、符合全球工業標準的低成本、高性能的通信網絡，因此被越來越廣泛的應用。

本文敘述DeviceNet總線通訊系統在經緯紡織機械股份有限公司榆次分公司開發的JWF1612A 型轉杯紡紗機中的應用。

1 控制及工藝要求

JWF1612A 型轉杯紡紗機由車頭、車尾和中段三部分組成，每一部分都有自己相對獨立的控制系統。由于整車長度接近50m，如果控制部分都集中在車頭，變頻器到車尾電機的動力線會對中段控制產生一定的干擾，對車尾的控制走線顯得也有些繁雜，因此車頭、車尾采用分布控制車頭使用一個主PLC 控制車頭動作，車尾采用一個從PLC控制車尾動作。車頭、車尾通過通訊方式進行數據交換和控制命令參數，為提高實時性和可靠性采用DeviceNet總線。此外，在紡紗過程中為保證紗線張力穩定以及良好成形，對卷繞及橫動的速度也要進行快速的實時控制，因此，對卷繞和橫動控制也采用DeviceNet總線進行控制頻率的寫入及狀態參數的讀取。

2 DeviceNet系統硬件配置

在硬件配置方面除了考慮其性能以外，還要考慮其應用的簡便性和性能價格比。

臺達的DVP－EH2系列PLC 可以配置DeviceNet擴展模塊實現DeviceNet總線功能，而且在應用方面，對PLC 和擴展模塊進行一些簡單的配置后就會在PLC中開辟出一些數據寄存器空間與相應的DeviceNet節點的輸入輸出控制數據相對應。在PLC程序設計時只需對相應的寄存器寫入和讀取數據即可，給軟件設計帶來很多便利。

DeviceNet通訊網絡主要硬件配置如下：

采用DVP－EH2－L型PLC作為主PLC，DVPDNET－SL DeviceNet擴展掃描模塊，IFD9502DeviceNet從站通訊轉換模塊。硬件配置框圖如下頁圖1所示。

圖1 DeviceNet總線網絡示意圖

3 系統設置

硬件連好線之后再進行一些簡單的設置就可以使用。

首先是系統的設置，如圖1A3DVPDNET－SL DeviceNet掃描模塊上有撥碼開關，可以設置地址和功能，本應用設置通訊速率為500kbps；A11，A12 DeviceNet從站通訊轉換模塊撥碼設置連接設備為VFD變頻器，通訊速率為500kbps；A13DeviceNet從站通訊轉換模塊撥碼設置連接設備為DVP系列可編程控制器，通訊速率為500kbps。

系統設置好之后再進行參數設置。在電腦上打開臺達公司提供的DeviceNet網絡參數配置軟件DeviceNetBuilder，與圖1中的主PLC相連進行掃描就會掃描出DeviceNet網絡上連接在線的設備，如圖2所示。

圖2 DeviceNet網絡在線設備列表

圖2中所示的00為DeviceNet掃描模塊，其為主站，01、02、03為連接的從站設備。對00～03分別進行輸入、輸出參數配置后，在主PLC內部數據寄存器區就開辟出對應各站的輸入、輸出寄存器映射區。此時，主PLC 就會通過DeviceNet掃描模塊自動將映射區數據與所連接的從站進行數據交換，在進行PLC 編程時只需讀寫對應的寄存器即可，為設計和應用帶來了方便。

4 結語

本文著重討論了用DeviceNet構成網絡系統的基本組網方法，并通過一個應用實例對具體應用進行了闡述。由于DeviceNet具有突出的高可靠性、實時性和靈活性等優點，它在集中控制系統、分布式控制系統中的應用已相當廣泛。