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纺织车间网络化综合应用发展概述

中达电通股份有限公司
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  中达电通股份有限公司      王智利

  摘  要:本文主要介绍工业控制网络在纺织厂的综合应用,论述其在设备运行管理中的优势,同时介绍台达全系列网络产品。

  关键词:纺织  车间  自动化  网络

  1  引言

  纺织业是中国国民经济的支柱产业。中国纺织业是拥有完善自主产业体系的重要工业制造业。中国纺织业是世界最大的纺织产业集群。20世纪80年代以来,由于传感技术、变频、伺服驱动技术、PLC技术、人机交互技术的不断进步,使纺织自动化技术有了突破性的发展。

  2  纺织企业信息化问题

  2.1 信息化孤岛

  目前纺机的单机自动化已成熟,但车间管理监控却沦为信息孤岛。作为全流程工艺加工的载体,车间在协调前后工艺、生产数据、管理分析等时,需对单机生产数据实时采集、运算并反馈控制。但幸运的是,当前自动化控制产品在网络通讯领域有长足发展,多单机联网控制技术已相当成熟,这使智能化的网络控制成为现实,大大提高了产品品质和管理效率。

  2.2  纺织车间主流信息网络

  (1)串行通讯:串行通讯接口一般包括RS232/422/485,技术简单成熟、可靠,对软硬件要求较低,成本也低。但其同时存在数据传输效率低、抗干扰能力弱、通讯距离短等问题。

  (2)现场总线:此种方式在现场设备之间、现场设备和控制层之间实行双向、多结点的数字通信技术。现场总线技术是控制、计算机、通讯技术的交叉与集成,几乎涵盖了所有连续、离散工业领域。优势在于:高可靠高响应性、智能化、分布式;目前主流现场总线包括DeviceNet、F.F、CANopen、ControlNet、Profibus等。

   (3)工业以太网:工业以太网是从办公自动化领域衍生的工业网络协议,按习惯主要指IEEE 802.3协议,如果进一步采用TCP/IP协议族,则采用“以太网+TCP/IP”来表示,其技术特点主要适合信息管理、信息处理系统。以太网支持的传输介质为粗同轴电缆、细同轴电缆、双绞线、光纤等,最大优点是简单、经济实用、兼容性好,易于连接Internet等。

  3  基于台达机电产品的纺织车间网络化实施

  本文以河北一纺织车间实际控制方案为例,说明网络产品的自动化控制中的综合应用。

  3.1车间纺机设备概况

  方案根据纺织厂的具体生产要求,并按国家相关规定设计成开放式的集散控制系统,是具有集中管理、分散控制、信息共享等特征的现代控制,包括从梳棉到络筒的各种设备,具体如下:

  6台梳棉机;2套并条机(分为头并、二并);3台悬锭式粗纱机;20台细纱机;2台络筒机。

  3.2车间网络工程概况

  工程控制系统内容包括:各设备的系统工艺参数的监测及设置,各运行数据的采集、处理及管理。具体内容包括:设备监测:对梳棉机、并条机、粗纱机、细纱机、络筒机设备的各种工艺参数检测、设置;设备控制:对各设备控制回路按工艺流程实施优化闭环控制,根据设备当前的运行状况调整相关其他设备;联锁报警:对每台设备的各种故障进行分级处理,根据不同级别进行本体报警,关联设备报警处理,并可建立设备运行档案,提高设备开机率;历史数据:对生产过程关键参数、每班状况的历史数据存储,为管理提供现场数据;品质追溯:通过生产全过程的监控及历史数据存储查询,当成品或后工序产品出现品质问题时,可追溯查找出现故障的工艺环节,从而快速排除和调整,避免更大的损失。

  3.3 车间信息化网络实施

  DVP系列网络自控系统。DVP系列网络自控系统以FCS系统为控制主系统,上层采用以太网实现网络信息

  管理,如图1所示, 管理层监控界面如图2所示。其中:

  (1)信息层:由上位计算机、网络交换机和组态软件构成,采用EtherNet网络通讯,一方面实现与现场系统的数据采集和交换,另一方面实现数据存储、分析、管理。甚至可实现远程IE监控和MODEM拨号监控。图2为信息层监控界面。

  (2)控制层:由DVP系列网络产品构成,包括主机、以太网模块、总线模块等,针对各类设备共配置5套,主要实现对每类设备的管理和控制,并且将数据上传至上位机,同时将上位机的控制命令和数据下达到每台设备。

  (3)设备层:控制每台设备完成其工艺要求,多数采用RS485串行通讯方式控制,采用DVP-COA02与上层CANOPEN

  总线通讯。由于台达网络产品采用开放的标准总线CANOPEN及DEVICENET,因此也可兼容其它厂商符合总线标准的设备层控制系统。    

  图1基于台达机电产品的纺织车间网络控制结构示意图

图2 管理层监控界面

  3.4 网络控制系统应用特点:

  (1)采用串行总线(RS485)进行设备层组网通讯,可兼容其它厂商产品的(欧姆龙、施耐德、西门子等)组网通讯;满足某些纺织厂原来已有设备控制系统多样化的网络控制升级改造。

  (2)具有各班班产统计及显示、速度显示、效率显示等主要工艺参数的采集。

  (3)各种报警统计,对故障进行分级(一般、严重、致命),且报警(故障)列表与视频监控(现场反馈)相结合(支持故障现场实时视频数据显示)。

  (4)各班产量及关键参数存入数据库并保存一年,并具有Chart 统计显示功能。

  (5)支持自定义报表格式及定时、实时报表打印功能。

  (6)扩充能力强,支持各个品牌的PLC入网。

  (7)支持纺织工艺参数单个设定及批量修改。

  (8)支持品质追溯功能,提高产品质量。

  4  台达工业信息化网络能力

  台达已推出全系列的EtherNet、DeviceNet、CanOpen等各种网络产品,可方便的搭建各种控制网络架构,满足不同应用场合需求,高性价比、高可靠性。以下简单介绍台达网络产品:

  4.1 EtherNet以太网产品

  DVPEN01-SL:TCP/IP主站模块;DVPENA01-MOD:TCP/IP转RS485模块; RTU-EN01:以太网远程模块。

  4.2 DeviceNet总线产品

  DVPDNET-SL:DeviceNet主站模块;DVPDT01-S:DeviceNET从站模块;DVPDNA02:DeviceNET转RS485模块;RTU-DNET:DeviceNET远程模块。

  4.3 CanOpen总线产品

  DVPCOPM-SL:CANopen主站模块;DVPCOA02:Can BUS转RS485模块;RTU-COPM:CANopen远程模块。

  4.4 串行通讯产品

  IFD-8500:带隔离的RS-232 to RS-485/RS-422通讯转换模块;IFD-8510:带隔离的RS-485/RS-422通讯中继器;IFD-8520:带隔离可设定站号RS-485;RTU-485:RS-485远程模块。

  5 结束语

  纺织车间的生产与管理智能化要求,为其网络化发展提供了平台。台达子公司中达电通作为“纺纱设备网络管理通讯接口和规范”行业标准起草工作组的成员单位,专门成立了纺织行业应用处,并利用台达自身全面、可靠的网络化产品,提供从设备驱动控制层到车间应用管理层网络化方案,全面支持EtherNet、DeviceNet、CanOpen等主流网络通讯协议,为纺织业升级提供强大助力。

  


 
 
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