ABB ICSK20F1 现货质保

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Application of AB ControlNet to Product Line of Dry Ice Explode Tobacco
　　TONG QIANG， ZHANG JUN-YING
　　Qinhuangdao Tobacco Machinary Co.,Ltd.,Qinhuangdao 066004,China
　　
　　Abstract　In this article the author generally analyses the characteristics and communication mode of AB ControlNet，combine with the network structure of Xiamen tobacco factory, and describes the application and maintenance of the controlnet, discuss some key problems that occur during the application of AB controlnet.
　　
　　Key words　ControlNet; Redundance Net; Dry Ice Explode Tobacco; Application　　
　　　　1　前言
　　　　厦门卷烟厂由国家烟草局的批准建立一条CO2膨胀烟丝生产线，来满足市场的需求。经过协商，厦门卷烟厂CO2膨胀烟丝自动系统采用ControlNet网络作为主控制网络，并且网络的结构是冗余双网，运行安全可靠，实时性强，易于扩展；系统设计合理。功能完善、便于操作。该系统是卷烟业ControlNet冗余网的成功运用之一，达到了国内外卷烟控制系统的先进水平。该网络已经成功运行了二年多，性能稳定，已经取得了良好的社会和经济效益。现将该系统采用的AB控制网介绍如下：

　　　　2　AB控制网的概述
　　　　AB控制网采用一种新的通信模式，即生产者/客户(Producer/Consumer)模式，这种模式允许网络上的所有节点，同时从单个数据源存取相同数据，它用于对时间有苛刻要求的应用场合的信息传输，是高速确定性的网络。它允许传送无时间苛刻要求的报文数据，但不会对有时间苛刻要求的传送造成冲击，它作为控制器和I/O设备之间的一条高速通信链路，综合了现有各种网络的能力。该网络具有如下优点[1]：
　　　　① 网络所有节点同步、信息吞吐量大、速度快、效率快，从而能实现的同步控制以及实时性高的网络控制。
　　　　② 在同一链路上，采用多控制器控制相互独立的I/O。
　　　　③ 节点可分成不同的优先级，以满足不同的实时要求。
　　　　④ 每帧信息都有CRC校验和其他校验措施，数据传输误码率低。
　　　　⑤ 有严重故障的节点可自动从网络上切除，保证网络的正常运行。
　　　　它作为控制器I/O设备之间的一条高速通信链路，综合了现有的I/O和DH+链路的能力。完全可以满足卷烟企业的生产要求。

　　　　3　CO2膨胀烟丝生产线的网络结构与特点
　　　　厦门卷烟厂采用集散型测控管理系统，设一个中心控制室主站和四个分现场(见图1)。各PLC站之间通过ControlNet网络通讯，中控室四台PC机和服务器通过以太网通讯。现场测控由PLC完成，数据监控及分析由工作站计算机承担。各分站独立运行。通过网络分享信息资源；中控室可监控各分站的运行，实行优化调度。主控制网ControlNet冗余网下挂4台型号为1756-L55M13的PLC，分别控制冷端、热端、进料端和出料端四个分站。根据各分站的不同情况，各PLC还通过DeviceNet[2]挂接若干个FLEX I/O和变频器等；冷端和热端的PLC还通过DH+网带了一定数量的型号1747-K524的SLC，用于监控燃烧炉、压缩机等比较独立和分散的设备。这三层网络结构是卷烟行业比较常用的网络结构，一层信息层采用以太网，用于全厂的数据采集、历史数据查询和程序的维护；第二层自动化控制层采用ControlNet网络，用于实时I/O控制、报文传送。第三层设备层，用于底层设备的低成本、高效率信息集成。

ControlNet网络具有吞吐量高、资源共享、传输介质为同轴电缆或光纤、支持冗余介质、体系结构灵活等特点。当通信速度为5Mb/s时，网络刷新时间小可达到2ms，可寻址节点数为99个，同轴电缆传输距离达3km(光纤介质使用中继器时可达到30km)。这种通讯速度和距离在卷烟行业的应用是绰绰有余的，可根据距离或厂房的实际情况选用同轴电缆或光纤。

　　　　ControlNet网络是一个高速确定性冗余网络，当一条网线中断时，另一条网线会立刻工作，对通讯和控制没有任何影响，保证安全生产。

　　　　ControlNet网络组态和编程简单，通过ControlLogix Gateway，它能实现与Ethernet （以太网）、DeviceNet（设备网）、RIO（远程IO）、DH（数据高速公路）网络之间的数据交换。这种灵活的连接方式使扩容升级很容易，如烟厂需要再增加其它设备，只需再添加PLC，对原有系统不须更改。又如挂接到DeviceNet上的控制马达的变频器或软启动器，可直接通过触摸屏或由PLC向设备发送命令、控制设备的运行，又可以从设备读取数据、监视设备的状态、操作方便。

　　　　ControlNet网络支持主从通信、多主通信、对等通信及这些通信的任意通信的混合形式。对输入数据和对等通信数据实行多信道广播，通信形式可以组态选择，应用灵活，并可以改进网络的性能。在传送对时间有苛刻要求的控制信息的同时，对其他无时间苛求的信息也能传送。在每个网络刷新周期内，对时间有苛求的信息是一定要传输的。这就保证了控制的实时性和可靠性，在AB公司的一些应用软件上(如：Panelbuilder32)编辑Tag时，有scheduled和unscheduled两个选项，可以对信息的传送方式进行选择。

　　　　4　通信模式
　　　　ControlNet网络是基于开放网络技术的一种新的“生产者/客户”通信模式。它允许网络上的所有节点，同时从单个的数据源存取相同的数据。基于这种生产者/客户模式网络的优点：①提高效率。数据源一旦发送数据，多个节点能够同时接收数据，报文通过目录来识别的。②的同步化。更多的设备能够加到网络上，但不需要增加网络的通信量，并且所有节点的数据同时到达。
　　　　（1）传统的源/目的网络模式特点
　　　　①需要多个数据包传送相同的信息到多台设备；
　　　　②数据到达不同的目的地的时间不同；
　　　　③产生附加的网络通信量，影响网络性能；
　　　　④报文发送和对时间有苛求的I/O数据，需要使用不同的网络。
　　　　（2）生产者/客户网络模式特点
　　　　①多个节点能够从单个生产者(数据源)接收数据；
　　　　②节点能够同步化(多信道广播)；
　　　　③优化的带宽潜力能用于增强系统功能；
　　　　④使用同一网络进行编程和I/O信息传送。
　　
　　　　5　厦门卷烟厂膨胀烟丝生产线AB控制网的应用情况及其维护
　　　　厦门卷烟厂的控制网络从运行到现在比较稳定。曾经出现过一次单网断开的故障，由于有冗余双网，对生产没有造成影响。这次故障是由于误操作把其中一个节点断开所致。经过检修，很快恢复正常。
　　　　厦门卷烟厂膨胀烟丝生产线的ControlNet网络为总线型，网络两端各有一个中端电阻，传输介质为同轴电缆，电缆有五层屏蔽。采用同轴电缆使维护比较简单。ControlNet采用的组态软件是RSNETWORX，它能提供一个图形化的网络视图(见图2)，具有在线和离线组态网络的能力。这个软件是配置控制网和维护控制网必备的软件。

Rexoth 0 608 750 109-103 VM310

reis / FORCE Computer SYS68K CPU-23XB/C3

SICK MSLS03-24071 Sender + MSLE03-24051A Empfänger

Siemens Simatic S5 6ES5928-3UB21 6ES4 928-3UB21 E: 04

SIEMENS 6ES5184-3UA11 6ES5988-3LA11 6ES5 988-3LA11 Rack

Baumüller DSOG 100-S Servomotor

Siemens Simodrive Posmo A 75W 6SN2132-1CK11-1​BA0 6SN213

Siemens Simodrive Posmo A 6SN2155-2CH10-1​BA0 6SN21552CH

SICK Sender FGSS750-21 Empfänger FGSE750-21 Lichvorhan

SIEMENS 6ES5185-3UA11 6ES5955-3LC12 6ES5 955-3LC12 Rack

Siemens Operator Panel OP27 COLOR 6AV3 627-1LK00-1AX0

Siemens Servomotor 1HU3058-0AC01-Z

BAUMÜLLER DAF132K-23A30-5 DAF 132K-23A30-5

Indramat DDS02.2-W100-BE​12-01-FW

Berger Lahr SIG POSITEC WDP3-014.8801

Siemens Masterdrives 6SE7021-8TP60Z 6SE7 021-8TP60-Z

Siemens Servomotor 1FT5104-0AF71-1​-Z

SIEMENS Simatic S5 6ES5457-4UA12 6ES5 457-4UA12 E-Stan

UNIPO® UCP 100 UCP100

INDRAMAT TVM 2.4-050-220/300​-W1/115/220 TVM2.4-050-22

Siemens 1FT5104-0AF71-1 Servomotor

SIEMENS Servomotor 1PH4137-4NF26-Z 1PH 4137-4NF26-Z

Hirschmann MS4128-L2P MS4128L2P

Berger Lahr SIG positec WDP3-014.0801 Positioniersteu​er

KEB Frequenzumricht​er 19.F4.C1H-3420/​2.2

Endress+Hauser 923252-002-c CONTROL BOARD

Indramat TVD 1.3-15-03 Servo Power Supply

INDRAMAT DDS02.2-W050-BE​12-01-FW inkl. DSS02.1M & DSM02

INDRAMAT DDS02.2-W100-BE​31-01-FW Frequenzumricht​er

INDRAMAT DDS02.2-W100-BE​76-01-FW Frequenzumricht​er

INDRAMAT DSS02.2-W100-BE​12-01-FW Frequenzumricht​er

Siemens Simatic S5 6ES5 945-7UA13 6ES5945-7UA13 E:2

Atlas Copco QCM2-T 340 50 Control Unit 4240 0368 81

SIEMENS Simatic S5 6ES5945-7UA13 6ES5 945-7UA13

SIEMENS Panel 6AR1025-0AA10-0​AA0 6AR1 025-0AA10-0AA0

INDRAMAT DSS02.2-W050-BE​12-01-FW Frequenzumricht​er

Siemens Simatic S5 6ES5 928-3UA21 6ES5928-3UA21

Siemens Simatic S5 6ES5945-7UA13 6ES5 945-7UA13

Siemens Simatic S5 6ES5945-7UA13 6ES5 945-7UA13

INDRAMAT HDS03.2-W075N-H​S12-01-FW DSS02.1M DAG01.2 etc.

Siemens Simodrive Regler 6SN1118-1NH01-0​AA0 + 6SN1123-1

SIEMENS SIMODRIVE 6SN1145-1BA01-0​BA1 6SN1 145-1BA01-0B

SIEMENS Simovert 6SE7018-0EA61 Frequenzumricht​er

YOKOGAWA µR1000 Linienschreiber

Rexroth Indramat MAC112D-ED-1B/1​30-A-1/-100625

Grundfos-Zirkul​ationspumpe LP 65-125/117 A-F-A-BUBE

Rexroth Indramat MKD071B-061-KG0​-KN MKD071B061KG0KN

KEB Frequenzumricht​er 16.F4.C1G-2441

SIEMENS OP27 Mono 6AV3627-1JK00-0​AX0 6AV3 627-1JK00-0

Domino Codebox 2 Codebox2

Lenze EVS9324-EPV004

Atlas Copco QCS2-T 34025 Control Unit 4240 0367 81

SIEMENS 1FT6102-8AF71-4​SL4-Z 1FT6 102-8AF71-4SL4-​Z

Siemens Simatic S5 6ES5281-4UA12 6ES5 281-4UA12

Atlas Copco QCS2-T 34025 Control Unit 4240 0367 81

SIEMENS 1FK60836AF711TH​0 1FK6 0836AF711TH0 Motor

DANFOSS VLT FC-302 FC-302P1K5T5E20​H1BGCXXXSXXXXA0​BXCXXX

SIEMENS 1FT6102-8AC71-5​SA0 1FT6 102-8AC71-5SA0 Servomot