基于DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線的CompoBus/D網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

1．前言 可編程序控制器（PLC）現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)是PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用和未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向，也是使PLC在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)獲得更大效益的重要途徑。而當(dāng)前，可通信低壓電器執(zhí)行的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)種類較多，其中DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線是一種應(yīng)用日益廣泛的可連接底層各種傳感器和執(zhí)行器等設(shè)備的開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線。歐姆龍公司CompoBus/D網(wǎng)絡(luò)就是一個(gè)基于DeviceNet開(kāi)放現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的多位、多廠家的機(jī)器/生產(chǎn)線控制級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)，它將控制和數(shù)據(jù)融合在一起，無(wú)論那個(gè)廠家或公司的設(shè)備、部件只要符合該協(xié)議均可接入CompoBus/D網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)PLC與計(jì)算機(jī)之間、PLC與PLC之間、PLC與其它可通信低壓電器間的控制和通信。本文以組建歐姆龍公司CompoBus/D網(wǎng)絡(luò)經(jīng)驗(yàn)為例介紹該系統(tǒng)的構(gòu)成、配置及數(shù)據(jù)的通訊。 2．系統(tǒng)構(gòu)成 CompoBus/D根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要由若干PLC主、從單元、DC24V電源、適配器、終端電阻、配置器（用于DeviceNet的組態(tài)和配置的軟件）以及總線上掛接的其它公司的產(chǎn)品構(gòu)成，系統(tǒng)如圖所示。 該系統(tǒng)的特點(diǎn)是： 1）開(kāi)放性的多廠家網(wǎng)絡(luò) 因?yàn)镃ompoBus/D遵循DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品可以方便地接入同一網(wǎng)絡(luò)，在同一控制系統(tǒng)中進(jìn)行互操作，而且不同廠家性能類似的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)互替換，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)集成，網(wǎng)絡(luò)布線簡(jiǎn)單、安裝費(fèi)用低、維護(hù)簡(jiǎn)便。 2）可同時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程I/O和信息服務(wù) PLC主、從單元間在定時(shí)交換遠(yuǎn)程I/O數(shù)據(jù)時(shí)也可使用通信指令在主單元間進(jìn)行信息通訊，因此非常適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)即要位數(shù)據(jù)（控制信號(hào)或開(kāi)關(guān)信號(hào)）傳送又要信息數(shù)據(jù)交換的需求。其數(shù)據(jù)傳輸速率有125Kbit/s、250 Kbit/s和500 Kbit/s三種可選。 3）可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)控制和多層網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展 使用配置器可實(shí)現(xiàn)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接多個(gè)主單元或者在一個(gè)PLC上安裝多個(gè)主單元，實(shí)現(xiàn)多種形式的信息通信，構(gòu)成多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 3．網(wǎng)絡(luò)配置、數(shù)據(jù)通訊 3．1 網(wǎng)絡(luò)配置 1）主單元 可采用CV系列PLC、C200HX/HG/HE或C200HS PLC，其中C200HS僅支持遠(yuǎn)程I/O通信，其它機(jī)型可支持遠(yuǎn)程I/O通信和信息通信。 2）從單元 CompoBus/D可配置的從單元種類較多，主要有：I/O Link單元、模擬量I/O終端、晶體管I/O終端、遠(yuǎn)程I/O適配器、傳感器終端等。 3）配置器 是運(yùn)行在個(gè)人計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用軟件，具有設(shè)置功能、監(jiān)控功能、運(yùn)行功能、文件管理功能。 4）電纜 網(wǎng)絡(luò)連接采用5線電纜（2個(gè)信號(hào)線，2個(gè)電源線，1個(gè)屏蔽線），在網(wǎng)絡(luò)干線常采用粗電纜，型號(hào)DCA2-5C10或A-B公司1485C-P1-A50，最大網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度500米。支線或網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度小于100米的干線可采用細(xì)電纜，型號(hào)DCA1-5C10或A-B公司1485C-P1-C150，采用細(xì)纜最大網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度為100米。 5）終端電阻 為減少信號(hào)反射并使網(wǎng)絡(luò)通信穩(wěn)定，在干線的兩端必須連接終端電阻，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要可采用T型分支接頭或帶終端電阻的端子臺(tái)。 3．2 數(shù)據(jù)通信 1）遠(yuǎn)程I/O通信 該通信方式無(wú)需編寫通訊程序，就可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中主單元CPU與從單元之間的數(shù)據(jù)傳送，各主、從單元地址分配可由系統(tǒng)自動(dòng)默認(rèn)或用戶設(shè)定方式確定。 2）信息通信 它是通過(guò)在用戶程序中使用Send/Recv或Fins指令來(lái)完成PLC之間、OMRON PLC與其他公司主、從單元之間的數(shù)據(jù)或信息的傳送。如讀取時(shí)間數(shù)據(jù)、出錯(cuò)經(jīng)歷、傳遞控制操作等。 4．結(jié)束語(yǔ) 基于DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線的OMRON公司CompoBus/D網(wǎng)絡(luò)自設(shè)計(jì)應(yīng)用以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定、工作可靠、組網(wǎng)成本較低、硬件布線十分簡(jiǎn)便、并支持設(shè)備的熱插拔，可帶電更換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，符合本質(zhì)安全要求。 但在安裝調(diào)試時(shí)應(yīng)注意： 1） 網(wǎng)絡(luò)總線兩端應(yīng)正確地安裝終端電阻（121Ω），在系統(tǒng)不上電時(shí)，測(cè)得的網(wǎng)絡(luò)CAN-H和CAN-L之間的電阻值應(yīng)在50—70Ω之間； 2）每個(gè)網(wǎng)段供電電源只能有一點(diǎn)接地； 3）根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中所選用設(shè)備設(shè)置正確合理的通信速率，確認(rèn)主、從單元的波特率設(shè)定都匹配。 參考文獻(xiàn) 1 甘永梅，李慶豐等． 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 2 宋伯生．可編程控制器配置、編程、聯(lián)網(wǎng)．北京：中國(guó)勞動(dòng)出版社，1998 3 培訓(xùn)教材編寫組．OMRON CompoBus/D操作手冊(cè)．上海歐姆龍自動(dòng)化有限公司，1998