菲尼克斯電氣半鋼成型機(jī)Interbus控制系統(tǒng)方案

一、INTERBUS的特點(diǎn) INTERBUS是德國(guó)跨國(guó)集團(tuán)PHOENIX公司提供的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線，是最早的總線之一?，F(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于汽車工業(yè)、煙草工業(yè)、冶金工業(yè)、倉(cāng)儲(chǔ)及傳送技術(shù)、造紙工業(yè)、包裝工業(yè)、食品工業(yè)等等。1998年成為歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50254，2000年2月成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158，2004年12月成為中國(guó)機(jī)械工業(yè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JB 10308-8。全球1000多個(gè)生產(chǎn)廠家提供2500多種總線產(chǎn)品，至2004年12月，已經(jīng)有七百萬(wàn)節(jié)點(diǎn)，四十多萬(wàn)個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用在世界各地，使得INTERBUS成為國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線市場(chǎng)的領(lǐng)先者。 1、INTERBUS 物理層采用RS485串行通信標(biāo)準(zhǔn)，樹(shù)型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可連接255 個(gè)子站，易于擴(kuò)展、易于分層，總長(zhǎng)達(dá)12.8 公里。在同一個(gè)系統(tǒng)中，三種傳輸媒介（雙絞線電纜，光纖，紅外）可以根據(jù)需要混合使用。信號(hào)編碼方式為曼徹斯特編碼。數(shù)據(jù)鏈路層采用集總幀的數(shù)據(jù)環(huán)型存取方式，各子站無(wú)須編址。 2、INTERBUS具有強(qiáng)大的可靠性、診斷性和易維護(hù)性。 INTERBUS采用了集總幀型的數(shù)據(jù)環(huán)通訊，這種通訊保證了數(shù)據(jù)傳輸嚴(yán)格的同步性和周期性；全雙工的通訊方式和500K 的一致速率保證了數(shù)據(jù)通訊的實(shí)時(shí)性。差分信號(hào)傳輸和專門的總線環(huán)路檢查保證了強(qiáng)大的抗干擾性和設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控。所有這些特性以及十幾年的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)都保證了INTERBUS具有很高的可靠性。 強(qiáng)大的診斷功能是INTERBUS區(qū)別于其它總線所獨(dú)有的。獨(dú)立的診斷程序提供了詳細(xì)的故障信息（故障地址、故障類型和故障歷史記錄），診斷寄存器提供了用戶程序處理故障信息的工具。故障歷史記錄和準(zhǔn)確的故障地址為快速排除故障提供了保障，保證系統(tǒng)故障停機(jī)時(shí)間最短。 3、INTERBUS先進(jìn)的基于PC和以太網(wǎng)的控制技術(shù)。 INTERBUS是一種開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線，可以聯(lián)結(jié)到全球90％以上的控制系統(tǒng)。目前，世界主流的PLC，如SIEMENS S5、S7，三菱，GE，BOSCH等多家廠商的PLC都可以很方便地與INTERBUS相聯(lián)結(jié)， 給用戶提供了多種選擇。聯(lián)結(jié)不同的PLC，只需要不同INTERBUS總線適配板。 INTERBUS的基于PC和以太網(wǎng)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制的三層控制網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)單連接和數(shù)據(jù)交換，代表了當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展的方向。其代表性產(chǎn)品就是基于PC的控制器、控制軟件PCWORX和標(biāo)準(zhǔn)化的接口OPC。 二、INTERBUS總線產(chǎn)品在橡膠輪胎機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用情況 鑒于INTERBUS的安裝簡(jiǎn)單、總線循環(huán)周期快、高可靠性、診斷性和易維護(hù)性，世界領(lǐng)先的橡膠輪胎設(shè)備商如克虜伯（Krupp）、費(fèi)希爾（Fisher）、荷蘭飛邁（VMI）在其成型機(jī)、裁斷機(jī)產(chǎn)品上廣泛采用了INTERBUS現(xiàn)場(chǎng)總線。 INTERBUS作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158、中國(guó)機(jī)械工業(yè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JB 10308-8的現(xiàn)場(chǎng)總線，良好的開(kāi)放性使其，不僅可以應(yīng)用在采用菲尼克斯PLC的控制系統(tǒng)中，同時(shí)可以與世界主流的PLC，如SIEMENS、A-B、GE、施耐德，BOSCH等多家廠商的PLC相聯(lián)結(jié)。聯(lián)結(jié)不同的PLC，僅需要不同的INTERBUS總線適配板，由此很方便地給用戶提供了多種選擇。 三、系統(tǒng)配置 方采用菲尼克斯電氣整套控制系統(tǒng) 1.系統(tǒng)配置 PXC 系統(tǒng)圖 上圖所示為控制系統(tǒng)組態(tài)圖，控制器選用菲尼克斯公司高性能控制器RFC 430，通過(guò)INTERBUS總線靈活掛出子站，此外RFC 430集成了以太網(wǎng)口，可直接連入以太網(wǎng)。INTERBUS總線不需終端電阻,現(xiàn)場(chǎng)I/O模塊及設(shè)備不需作專門的地址設(shè)置.。INTERBUS總線為全雙工數(shù)據(jù)傳輸方式,有極高的數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性，INTERBUS總線具有強(qiáng)大的診斷功能。 現(xiàn)場(chǎng)模塊采用Phoenix Contact的INLINE產(chǎn)品。BK模塊是每個(gè)子站的總線耦合器，每個(gè)BK模塊可帶63個(gè)輸入/輸出模塊，BK模塊之間用總線電纜進(jìn)行連接。Inline提供了所有的進(jìn)行控制所需要的信息采集、傳輸數(shù)據(jù)的模塊，它不僅有數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、模擬輸入、模擬輸出模塊，更有電機(jī)啟動(dòng)器、緊急停車模塊、計(jì)數(shù)器模塊、位置模塊、編碼器（增量/絕對(duì)型）以及串行傳輸模塊IB IL RS 232 IB IL RS 485/422等。Inline采用彈簧接線方式，具有體積小、安裝簡(jiǎn)單、擴(kuò)展方便等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已在多家國(guó)際知名企業(yè)應(yīng)用。 三、中文版控制器編程軟件PCWORX介紹 PCWORX是INTERBUS基于PC控制方案的強(qiáng)大的自動(dòng)化編程和組態(tài)軟件。它由三部分組成：組態(tài)器（SystemWorx），符合IEC61131標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件（ProgramWorx），OPC（OLE for Process Control）接口。所有PCWORX模塊具有公用的數(shù)據(jù)庫(kù)。 PCWORX與控制器之間的連接可以通過(guò)RS232串行口來(lái)實(shí)現(xiàn)。PCWORX軟件運(yùn)行在Windows NT4.0（Service Pack4以上）或Windows 2000操作系統(tǒng)中。 PCWORX 編程軟件稱為Program Worx。Program Worx的編程環(huán)境符合IEC61131國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并支持標(biāo)準(zhǔn)中定義的所有五種語(yǔ)言： - 指令表（IL） - 梯形圖（LD） - 功能塊圖（FBD） - 結(jié)構(gòu)文本（ST） - 順序功能圖（SFC） IL和ST是文本格式的編程語(yǔ)言。IL類似于匯編語(yǔ)言，對(duì)功能和功能塊的調(diào)用，或調(diào)轉(zhuǎn)功能的實(shí)現(xiàn)，都是通過(guò)指令的方法。ST則是一種類似于PASCAL的結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言。 FBD、LD及SFC是圖形化的編程語(yǔ)言，具有簡(jiǎn)便和直觀的特點(diǎn)，簡(jiǎn)化了編程和調(diào)試的工作量。IL和ST語(yǔ)言雖然并不直觀，但程序的代碼最小，占用的存儲(chǔ)空間相對(duì)較小，因此程序的執(zhí)行時(shí)間最短。 PC WORX還提供了另外一種編程語(yǔ)言：機(jī)器順序功能圖語(yǔ)言（MSFC）。MSFC語(yǔ)言與SFC相似，但它是專門為機(jī)器或系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制的編程而開(kāi)發(fā)的，具有擴(kuò)展的診斷功能，可以大大減少機(jī)器的檢修時(shí)間。 PC WORX采用多任務(wù)的編程方式。在IEC61131-3中，對(duì)功能塊和程序的多次調(diào)用稱為實(shí)例化。在每個(gè)實(shí)例中，不同的I/O節(jié)點(diǎn)可以分配給相同的變量，而不需要中間標(biāo)志。特殊的實(shí)例數(shù)據(jù)可進(jìn)行封裝，這樣該數(shù)據(jù)就不會(huì)被另一個(gè)實(shí)例所覆蓋。 PC WORX具有符合IEC61131-5的通信塊，允許智能設(shè)備之間通過(guò)Ethernet或INTERBUS實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的直接通信 INTERBUS現(xiàn)場(chǎng)總線組態(tài)器稱為SYSTEM WORX，它包括INTERBUS的組態(tài)、監(jiān)控和診斷，以及INTERBUS設(shè)備的參數(shù)化功能。借助于SYSTEM WORX的菜單命令，可以設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)的完整的總線結(jié)構(gòu)，配置連接到INTERBUS的所有設(shè)備。你可以修改，添加或查找設(shè)備。對(duì)于組態(tài)的總線結(jié)構(gòu)，你可以輸入設(shè)備描述，站點(diǎn)，訂貨號(hào)及診斷標(biāo)識(shí)等。不同的總線段可以合并為組。在系統(tǒng)啟動(dòng)之前，可以借助于SYSTEM WORX來(lái)檢測(cè)總線的接線和硬件。 用戶可以在SYSTEM WORX中監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)。在總線運(yùn)行過(guò)程中，相連設(shè)備的過(guò)程數(shù)據(jù)可以在軟件或控制器的液晶顯示屏上顯示出來(lái)。通過(guò)Address Monitor或Process Data Monitor，可以實(shí)時(shí)讀取和更改現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程數(shù)據(jù)。DRIVECOM monitor則用于實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)設(shè)備（如變頻器）的啟動(dòng)、參數(shù)設(shè)置和控制功能。 診斷功能提供了一種快速和有效的錯(cuò)誤定位和排錯(cuò)的方法。它既能識(shí)別出總線設(shè)備和總線連接的故障，也能查找出傳感器和執(zhí)行器系統(tǒng)的故障。系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的信息，故障類型，出錯(cuò)位置及出錯(cuò)原因，以及相應(yīng)的解決措施都會(huì)在診斷窗口中顯示出來(lái)。 INTERBUS的現(xiàn)場(chǎng)控制器與上位機(jī)的圖形監(jiān)控系統(tǒng)（如Genesis，INTOUCH，Citect等）之間的數(shù)據(jù)交換是通過(guò)OPC來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PCWORX中集成了OPC Server的接口。在PCWORX中為INTERBUS OPC SERVER軟件創(chuàng)建一個(gè)組態(tài)文件，該配置文件中包含了用于同圖形監(jiān)控軟件進(jìn)行通信的所有數(shù)據(jù)。 運(yùn)行在Windows NT環(huán)境下的INTERBUS OPC SERVER用于實(shí)現(xiàn)分散化的INTERBUS網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)行于PC上的圖形監(jiān)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。PC和INTERBUS之間的連接可以通過(guò)直接存儲(chǔ)器存?。∕PM），串行端口（V.24）或者Ethernet（TCP/IP）進(jìn)行。 INTERBUS OPC Server可以同時(shí)支持多個(gè)控制板。使用INTERBUS OPC Server，你可以訪問(wèn)以下INTERBUS數(shù)據(jù)： - 過(guò)程數(shù)據(jù) OPC Server可以直接讀取INTERBUS控制板的輸入過(guò)程數(shù)據(jù)。 - CSV變量 從PCWORX應(yīng)用程序中訪問(wèn)選擇的變量。 - 直接賦址變量 你可以訪問(wèn)定義在控制系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的直接地址上的所有變量。 PC WORX中還包括了一個(gè)功能塊庫(kù)，其中包括了很多常用的標(biāo)準(zhǔn)功能塊，如PID控制、AI/AO轉(zhuǎn)換、TCP/IP功能塊等。用戶可以很方便地調(diào)用功能塊庫(kù)中的功能塊，大大節(jié)省了程序設(shè)計(jì)時(shí)間。