摘要：本文介绍了南大傲拓公司DeviceNet主站模块在中煤集团山西金海洋能源有限公司选煤厂综合自动化控制系统的设计结构、应用现状以及硬件和软件的配置，结合DeviceNet网络现场实际运行和应用情况，对DeviceNet网络的优点进行了总结。
关键词：NA400， PLC ， DeviceNet
Abstract：This paper introduces the DeviceNet master station module of Nanda Automation Technology in china coal group Shanxi-Ocean Energy Co. Ltd. integrated automation control system of coal preparation plant design， application and the hardware and software configuration of DeviceNet network，combined with the actual operation and application， the advantages of the DeviceNet networks are summarized.
Key words：NA400 ，PLC， DeviceNet
1 概述
中煤集团山西金海洋能源有限公司选煤厂改扩建工程是一座原煤处理能力为1200万t/a的选煤厂，采用重介质旋流器及压滤联合工艺流程。
系统采用南大傲拓NA400系列可编程控制器为核心，上位机平台通过以太网与PLC进行通讯，接收操作员的控制命令，完成对全厂设备的起停及过程参数的调节；设备层使用了大量的AB公司 E3 Plus电机过载继电器和丹佛斯变频器，都是采用Devicenet总线接入PLC系统，为满足系统要求，我公司开发了Devicenet主站通信模块，完成数据采集和控制工作，很好的完成了控制任务。
2 Devicenet 网络介绍
DeviceNet是美国Rockwell公司开发的基于Can Bus技术的一种现场总线，用于实现低成木、高性能设备层的网络互联，很适合工厂自动控制。ODVA是所有DeviceNet产品开发者的组织，成立于1995年并获得了Rockwell自动化公司所有知识产权的转让，负责DeviceNet标准的制定和更新。ODVA还致力于DeviceNe[在全球的推广和市场化。DeviceNetTM是很成熟的开放式网络，它按抽象对象模型定义，是指可用的通讯服务和一个DeviceNet节点的外部可见行为。相应的设备子协议(Device Profile)规定同类设备的行为。DeviceNet允许多个复杂设备的互连接，也允许简单设备的互换性。DeviceNet处于设备层，可以通过网络层和信息层与互联网相联，它是用于现场设备(传动装置、开关、I/0、人机界而等)与PLC之间的通信网络，传输速率为125~500 kbit/s ，最大传输距离为500 m ，最大节点数为64个。
3 控制系统结构
PLC控制系统实现洗选现场密度、压力、按钮采集和对现场设备进行实时控制。原煤系统、主洗系统、浓缩系统、压滤系统、及其它辅助生产系统的PLC站构成车间设备层网络；该层采用了当今国际上应用最为广泛的PROFIBUS总线技术。采用南大傲拓公司最先进的NA-400系列控制系统和工业以太网作为洗煤厂的自动化系统硬件平台。洗选控制系统PLC柜网络拓扑图如下图所示。
系统网络结构图
全厂集控(含闭环)系统设置下列PLC站：
（1）原煤重介分选控制系统PLC站：设在主厂房配电室，为0号DP主站PLC柜和1和2号DP分站PLC柜，主要对主厂房内原煤分级筛、重介浅槽、脱介筛、磁选机、块精煤离心机、合介泵、稀介泵以及主厂房内的皮带机、刮板机等设备进行监控及相关信号的检测，还对5台分流箱和13台自动调节阀进行分流和自动补水调节控制；
（2）煤泥重介系统PLC站：设在主厂房配电室，为3号DP分站PLC柜，主要对13mm以下末煤进行分选设备进行控制；
（3）水力旋流器分离系统PLC站：设在主厂房配电室，为4号DP分站PLC柜，主要对0.5mm以下末煤进行分选设备进行控制；
（4）原煤准备系统PLC站：设在原煤车间配电室，为5号和6号DP分站PLC柜内，主要对13台给煤机、皮带机、刮板机、排污泵、胶带运输机除铁器、分级筛等设备进行监控及相关信号的检测；
（5）浓缩、尾煤压滤系统PLC站：设在压滤车间配电室，主要对尾煤压滤系统和相关的泵、皮带、刮板进行监控；
（6）劣质煤与矸石储运系统PLC站：设劣质煤仓顶配电室。为7号DP分站PLC柜内，主要对皮带等设备控制和检测。
（7）末煤与块煤储运系统PLC站：设末煤仓顶配电室。为8号DP分站PLC柜内，主要对皮带等设备控制和检测。
（8）空压机房PLC站：设在空压机房配电室，为9号和10号DP分站PLC柜内，主要对低压风机进行控制，并对轴温进行检测。
控制器选用南大傲拓NA400高性能可编程控制器中的冗余PLC:CPU401-0501作为全厂集中控制器；其中系统中使用大量带有Devicenet通信接口的E3和变频器，选用南大傲拓NA400系列中的CMM401-0106通讯模块进行组网控制；系统中各类皮带的拉绳、跑偏、失速及堵塞等保护是通过Dupline总线进行采集，选用南大傲拓NA400系列中的CMM401-0411串口通讯模块与其主站通信，实时采集现场保护信号，大大提高了系统的可靠性和生产的安全性。
4 Devicenet 主站模块介绍
Devicenet主站通信模块
独立完成通讯任务，与 CPU 仅完成数据交换，不占用 CPU 资源；
与CPU 模块的数据交换单独使用一路内部网，与 I/O 模块的内部网分离减轻内部网通讯的负担；
通讯节点数：最大 64 个，最多支持63个DeviceNet从站节点；
支持标准波特率：125kbps、250kbps、500kbps；
支持通过PLC梯形图发送显性报文读/写从站数据；
自动与PLC主机类模块进行数据交换，使用者只需对PLC 的相关寄存器编程；
提供可定义字节数的空间作为I/O 输入数据区和输出数据区；
智能模块，具有自诊断功能，模块运行出现故障时能够自动复位并重新启动；
支持无需断开网络，在线移除和安装从站设备；
全面的LED指示功能；
掉电不丢失配置参数，上电后CPU自动进行参数加载；
自供电DeviceNet设备兼容网络的连接；
支持热插拔；
型号CMM401-0106
订货号400CMM4010106
功率消耗3.0W/5V
电流消耗600mA/5V
通讯口数量1
接口类型5针开放式DeviceNet连接器（5.08mm），CAN 接口
支持通行波特率125kbps ，250kbps，500kbps
信息类型I/O轮询 显性
每个网络最多站点数64（含1个主站）
编程驱动可编程
重量250g
尺寸(宽×高×深)（mm)40×145×158
Devicenet 主站配置软件
为了配合Devicenet 主站模块CMM401-0106的使用，南大傲拓公司开发了NADeviceNetBuilder 主站配置软件，该软件可实现下列功能：
主站和从站的属性及参数配置；
主站配置的下载和上载；
从站参数的上载和下载操作；
EDS文件的导入及解析
发送显性报文；
联机查看实时从站数据。
扫描在线的主从站设备；
软件主界面
5 结束语
通过现场运用发现南大傲拓公司开发的DeviceNet主站模块工作稳定，使用方便，故障排查快捷直观，得到了用户的一致好评，同时使用DeviceNet总线也有很大的好处：
1)DeviceNet现场总线可以节省大量费用。安装阶段，只通过一根通讯缆，就实现了整个网上各站点的供电及通讯;相对于点对点的控制方式，节省大量的电缆、桥架等;不但缩短了安装时间，而且降低了安装费用。从控制上来看，利用网络通讯
及“软”I/0方式，也节约了I/0模块和大笔资金。
2)设备故障率大大降低，诊断方便，排除迅速。由于DeviceNet仅用一条通讯电缆控制整个设备网络，使设备故障率大大降低;各站点通讯端子支持带电热插拔，若某一站点出现问题及故障排除，不会影响网上其他站点正常工作。
参考文献：
【1】石峻岭，寇子明，王晓飞 选煤厂快速定量装车站配煤给料机的DeviceNet网络的应用 《机械管理开发》 2009年12月 第24卷第6期
【2】南大傲拓《NADeviceNetBuilder软件使用说明书V1.0》 2013年版
【3】南大傲拓《DeviceNet主站模块CMM401-0106硬件说明书V1.0》 2013版
共0条 [查看全部] 网友评论