通訊網(wǎng)絡(luò)在橡膠機(jī)械上的應(yīng)用

　　通訊技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，引發(fā)了工業(yè)控制領(lǐng)域控制方式深刻的技術(shù)變革�？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)向網(wǎng)絡(luò)化、開放性方向發(fā)展將是控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的主要潮流�？偩�、運(yùn)動控制網(wǎng)絡(luò)及以太網(wǎng)等作為目前應(yīng)用最為廣泛應(yīng)用的控制通訊技術(shù)，在工業(yè)自動化和過程控制領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。輪胎制造業(yè)的興盛把中國的橡膠機(jī)械行業(yè)推到了世界橡膠行業(yè)制造的前沿位置。伴隨著輪胎制造商們最求更大的產(chǎn)能和更高的效益，輪胎制造機(jī)器的控制也被提升到一個(gè)新的高度。筆者結(jié)合自己的應(yīng)用體會，以輪胎制造過程當(dāng)中控制相對復(fù)雜的輪胎一次法成型機(jī)為例，對通訊網(wǎng)絡(luò)在其間的應(yīng)用作簡單的介紹。一般來講，控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)可分為3層：信息層、控制層和設(shè)備層(傳感/執(zhí)行層)。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)在信息層大都采用以太網(wǎng)，而在控制層和設(shè)備層一般采用不同的現(xiàn)場總線或其他專用網(wǎng)絡(luò)。在輪胎成型機(jī)電控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中我們就依據(jù)三層理論搭建了一個(gè)交互式的控制網(wǎng)絡(luò)。如圖1：

　　系統(tǒng)說明：

　　該套控制系統(tǒng)的PLC為施耐德公司的Premium系列的集成了以太網(wǎng)和Canopen總線接口的CPU----TSX574823，HMI為施耐德公司的XBTG5330，該HMI集成了以太網(wǎng)接口，遠(yuǎn)程IO為菲尼克斯公司的支持Profibus-DP總線的分布式IO。變頻器和伺服驅(qū)動器均為施耐德產(chǎn)品。在該套電控系統(tǒng)中，信息層的主站PLC和HMI信息交換部分我們使用的是以太網(wǎng)通訊，控制層的和遠(yuǎn)程IO的通訊部分我們采用了Profibus-DP總線，而設(shè)備層的控制變頻器部分用的是Canopen總線，控制伺服驅(qū)動部分我們采用的是運(yùn)動控制網(wǎng)絡(luò)SERCOS（光纖環(huán)網(wǎng)）。

　　下面為幾種通訊方式的簡單介紹：

　　以太網(wǎng)：

　　如表1：網(wǎng)絡(luò)通訊通常有7層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。通過TCP/IP的通訊方式，不同的工控產(chǎn)品供應(yīng)商雖然在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層都遵循IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)，并且與TCP/IP兼容，但是由于通過不同的通訊協(xié)議，對不同的層進(jìn)行操作。導(dǎo)致了不同的供應(yīng)商提供的產(chǎn)品互相之間不能操縱的局面，鑒于這種情況，我們的PLC和HMI選用了具有相同應(yīng)用層協(xié)議的產(chǎn)品，即應(yīng)用層都支持Modbus協(xié)議的產(chǎn)品。通過這種通訊方式，HMI和PLC可以通過雙絞屏蔽線（電纜的長度不超過50米）以10Mb/s的速度進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。該通訊速率完全能滿足需要對大數(shù)據(jù)量、高速度數(shù)據(jù)交換的場合要求。

　　在該系統(tǒng)中，通過簡單的IP地址分配就可以使用以太網(wǎng)進(jìn)行同信息層的數(shù)據(jù)傳輸，我們在人機(jī)界面中可以對整臺機(jī)器狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，對報(bào)警和錯誤進(jìn)行處理，還可以通過簡單的操作完成配方的切換，來達(dá)到生產(chǎn)不同規(guī)格輪胎的目的，從項(xiàng)目的實(shí)施效果來看，以太網(wǎng)完全能夠滿足我們預(yù)期的大數(shù)據(jù)量，高速度實(shí)時(shí)通訊的要求。

　　技術(shù)特點(diǎn)：

　　·以太網(wǎng)超大的帶寬、
　　·標(biāo)準(zhǔn)化的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層
　　·在工廠（信息層）中的廣泛的流行程度

　　現(xiàn)場總線：

　　1． Profibus-DP 總線

　　PROFIBUS根據(jù)不同的控制要求有多種系列，其中PROFIBUS-DP可實(shí)現(xiàn)高速傳輸，適用于分散的外部設(shè)備和自控設(shè)備之間的高速數(shù)據(jù)傳輸。采用RS485通信標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率從9.6Kbit/s到12Mbit/s，傳輸距離100～1200m（與傳輸速率有關(guān)）。物理介質(zhì)通常采用雙絞屏蔽電纜，總線接頭采用9針D型插頭接線，方便簡單、容易擴(kuò)展。PROHBU