基于DeviceNet的钢带真空连续镀膜控制系统设计

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【摘要】本文设计的基于devicenet的钢带真空连续镀膜控制系统，给出了系统的主要构成部分，介绍了DviceNet的协议和特点及其在钢带真空连续镀膜控制系统的具体网络配置。应用表明，使用DeviceNet能降低配线成本，维护也比较方便，系统运行比较稳定、可靠，能有效提高生产效率。

【关键词】DeviceNet;钢带真空连续镀膜控制系统;DeviceNet网络配置

Abstract：This paper designed steel belt vacuum coating continuous control system based on DeviceNet.It gave the main part of the system，introduced the protocol and characteristics of DeviceNet and specific network configuration of DeviceNet in steel belt vacuum coating continuous control system.The application shows that the use of DeviceNet can reduce the cost of wiring cost，make the maintenance convenient，make the system operate stable，reliable，and can effectively improve production efficiency.

Keywords：DeviceNet;steel belt vacuum coating continuous control system;network configuration of DeviceNet

1.前言

近些年来，随着国家经济突飞猛进的发展，环境污染越来越严重，今年的全国雾霾提高了大家的警惕，所以环境问题越来越得到了国家和人民的重视，提上了人民和工业的日程。而钢带真空连续镀膜也这样应运而生，它是一种“绿色镀膜”，这种真空镀膜系统采用离子清洗和磁控溅射镀膜两项技术为钢带镀膜，完全取代传统的化学电镀技术，这样能达到保护环境、节能减排、降耗增效、根除电镀三废污染的目的，良好地解决了可持续发展与环境的矛盾。

该钢带真空连续镀膜控制系统主要由以下四个部分构成：

（1）真空系统：由真空室、扩散泵、罗茨泵、维持泵、流量调节阀、真空阀、管道等组成;

（2）镀膜室：真空计测量真空度，流量计测量流量，温度传感器对靶温度进行传送;

（3）传动系统：张力控制、开放卷的纠偏控制;

（4）欧姆龙plc：整个控制系统的中心。

针对以上这种现场设备众多且散步范围大的实际情况，我们采用DeviceNet现场总线解决这一问题。该网络总线对系统现场底层设备进行操作和管理，负责现场设备的控制、信息采集和传送，其从单元分布在设备附近，实现远程I/O采集与控制。

2.DeviceNet协议及特点

DeviceNet是在1994年由美国的Allen Bredly公司开发的是基于CAN的一种现场总线，实现低成本高性能的工业设备的网络互连。

DeviceNet协议特别为工厂自动控制而定制，它在美国和亚洲扮演了非常重要的角色。在欧洲，越来越多的系统方案使用DeviceNet来实现。

DeviceNet规范在2002年12月被国家标准化管理委员会批准为中国的国家标准，于2003年4月开始实施。DeviceNet协议适用于最低层的现场总线，例如：过程传感器、执行器、阀组、电动机起动器、条形码读取器、变频驱动器、面板显示器、操作员接口和其他控制单元的网络。可通过DeviceNet连接的设备包括从简单的挡光板到复杂的真空泵各种半导体产品。DeviceNet也是一种串行通信链接，可以减少昂贵的硬接线。DeviceNet所提供的直接互连性不仅改善了设备间的通信，而且同时提供了相当重要的设备级诊断功能，这是通过硬接线I/O接口很难实现的。

DeviceNet具有多种特点：

（1）DeviceNet基于CAN技术用于PLC与现场设备之间的通信网络。它可连接开关、变频调速设备、固态过载保护装置、条形码阅读器、I/O和人机界面等，传输速率为125～ 500kbps;

（2）DeviceNet使用的通信模式是：消息产生者（Producer）和消息使用者（Consumer）。传统的通信在消息传送上采用的技术式指定数据源和目标地址。DeviceNet使用的模型更为有效，它可使控制数据同时到达控制的每一个单元，可以更有效地利用网络的频带宽度。消息产生者一次发送的数据可被多个消息使用者使用，从而更有效的传送数据;

（3）DeviceNet使用的通信协议为11位标识符，即所有的I/O消息都有自己的11位标识符ID，标识符ID分成四个消息组，各有不同用途ID中同时提供了多重优先权。工作时，总线上的设备监听网络上消息，当设备辨识出正确的标识符后，将接受该消息;

（4）DeviceNet上的每一个设备可以随时连接或断开，而不会影响其他设备的正常运行。真正的开放性使系统扩充和改型非常方便。

3.DeviceNet网络的硬件配置

根据系统要求，选用欧姆龙公司CJ1系列plc为系统主站，以生产线内所有的交流装置和操作台内远程终端DRT2为从站，构成通用的1级DeviceNet网，完成对生产线的实时控制任务，plc系统总线电源采用UPS供电方案，采用工业以太网及DeviceNet现场总线技术将现场设备连接起来，构成一个稳定、易于扩充的硬件环境。DeviceNet通信专用电缆有粗缆、细缆和扁平电缆三种，本次操作中选用细缆配终端电阻作为通信电缆，终端电阻为121欧。DeviceNet网络处于工业控制网络的最底层，由其实现工业现场设备与控制器（plc）之间的连接，网络主干线和支线均可使用线缆，而DeviceNet无线单元允许从站实现无线通信，其网络结构示意图如图1所示。

4.结语

DeviceNet在钢带真空连续镀膜控制系统中的实际应用表明该网络具有开放、低成本、高效率与高可靠性等独特优点，使得整个控制过程更加稳定。实时的参数修改方式，使监控和参数调整变得更加快捷、方便;经过实际使用，整套系统运行良好、画面直观，数据通信及显示正常，能满足控制的各项要求。工控系统与信息技术的结合，给企业带来了经济和社会效益。

参考文献

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[4]公利滨，张智贤，杜洪越.欧姆龙PLC培训教程[M].中国电力出版社，2012.

作者简介：郑洪飞（1988―），男，四川简阳人，硕士研究生，主要从事钢带镀膜研究。