王海洋

摘 要：DeviceNet現(xiàn)場總線是目前工業(yè)控制上廣泛使用的一種通信網絡，具有協(xié)議簡單開放、容錯能力強、安全性好、成本低、適于頻繁交換等特點，廣泛應用于汽車制造、冶金、化工、石油、電力紡織等領域。

關鍵詞：現(xiàn)場總線；自動控制；故障；處理

中圖分類號： F626.5 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）17-140-2

0 引言

計算機控制技術迅速發(fā)展，特別是現(xiàn)場總線已經滲透到自動控制的各個領域，現(xiàn)場總線必將成為自動控制領域主要的發(fā)展方向之一。作為一種國際化通用的標準，廣泛應用于汽車制造、冶金、化工、石油、電力紡織等領域。

1 DeviceNet總線簡介

Devienet現(xiàn)場總線是由羅克韋爾自動化公司推出的一種開放、低價、可靠、高效的設備層工業(yè)控制網絡。它是安裝在生產過程區(qū)域中現(xiàn)場設備與自動控制系統(tǒng)之間的一種串行、數(shù)字式、多點、雙向通訊的數(shù)據(jù)鏈路，溝通了生產過程領域的現(xiàn)場級設備之間以及更高層次自動控制領域的車間級設備之間的聯(lián)系。現(xiàn)場總線是近年來自動化領域中發(fā)展很快的互聯(lián)通信網絡，具有協(xié)議簡單開放、容錯能力強、安全性好、成本低、適于頻繁交換等特點，在汽車涂裝車間廣泛使用。

2 現(xiàn)場使用

鄭州海馬汽車生產基地涂裝車間廣泛采用Devienet現(xiàn)場總線，來實現(xiàn)對生產過程的控制，尤其是涂裝車間的滑撬輸送系統(tǒng)。此控制系統(tǒng)的自動化程度高、現(xiàn)場檢測信號多、邏輯關系復雜，各區(qū)域工藝設備和滾床輸送線上有大量的聯(lián)鎖、互鎖信號。根據(jù)滑撬輸送系統(tǒng)的工藝設計要求，此系統(tǒng)分為7個區(qū)域，每個區(qū)域通過2條DeviceNet現(xiàn)場總線構建整個系統(tǒng)的控制網絡，連接生產現(xiàn)場的IP67分布式I/O模塊、1734從站和所有的變頻傳動裝置等，使得滑撬輸送線控制穩(wěn)定可靠，在控制性能方面具有極強的實時響應性和靈活性，易于維護和擴展。

輸送線電控系統(tǒng)采用ControlLogix5000型PLC控制器，控制器通過以太網網絡連接到中央控制室進行工位監(jiān)控，而PLC控制器與現(xiàn)場設備之間的連接則全部通過DeviceNet網絡來實現(xiàn)。每臺PLC控制器上配置了2個DeviceNet網絡接口模塊（1756-DNB），從而將整個控制系統(tǒng)分成14條DeviceNet網絡，連接著生產現(xiàn)場不同的工藝段，將各區(qū)域的TURCK IP67分布式I/O模塊和1734從站以及控制設備電機的SEW變頻器、Mitsubishi FR—A700柜裝變頻器等連接到網絡上，實現(xiàn)了對現(xiàn)場各區(qū)域的滾床、積放鏈、電動移行機、滑撬升降機等機械輸送設備的精確控制。

3 DeviceNet的現(xiàn)場調試及使用

以下是在海馬涂裝車間現(xiàn)場接觸和學習到的一些現(xiàn)場問題和知識，在這里講述一下工作中涉及到的一些關于現(xiàn)場總線的使用。

TURCK現(xiàn)場分布式I/O模塊的與其他輸入輸出模塊的區(qū)別在于其所有的8個I/O點均可以獨自任意的被選定為輸入點或者輸出點，為了實現(xiàn)這個功能，需要在DNB模塊中將該功能打開。

對1734—ADN模塊進行數(shù)據(jù)配置時要遵循由下及上的順序，即先對節(jié)點內部的數(shù)據(jù)進行配置，再在柜內DNB模塊上對該總線節(jié)點進行數(shù)據(jù)上的配置。在DNB模塊中配置1734—ADN模塊要注意耦合器的數(shù)據(jù)占用，輸入輸出獨自占用2Bytes。

在現(xiàn)場一些調試中，1734—ADN模塊有時會出現(xiàn)自身耦合器無法完全掃描出基板上所有的輸入輸出模塊，或者掃描出來的耦合器無法識別和模塊相對應的槽號，這些模塊會從63開始倒計數(shù)編號。此情況多處在耦合器帶的模塊較多時，可以初步判斷為模塊與基板通訊不暢，在反復拆卸再安裝配置后，情況消失。

然后是SEW—MOVIMOT現(xiàn)場變頻器，在對此類設備進行總線通訊的配置時，需要特別注意的是地址撥碼正確無誤，其會自動選擇數(shù)據(jù)傳輸類型。

接下來是Mitsubishi FR—A700柜裝變頻器。該類設備需通過FR—A7ND網卡進行總線通訊，由于這個在現(xiàn)場線纜全部采用線鼻子進行壓線，處于經驗問題，出現(xiàn)過多次端子接線沒有壓緊導致通訊不通的情況，檢查后全部解決。

在運用NetWorx軟件對DeviceNet總線進行設備掃描時，會出現(xiàn)同一條總線上的設備有些無法掃描上來，整條總線呈現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的情況。出現(xiàn)這種情況不一定代表這條總線上出現(xiàn)這樣或那樣的問題，借助一些方法，可以加以判斷并順利解決。在一段總線的掃描中，如果其中有一個或者幾個都沒有成功掃描，這個時候先對沒有掃描成功的設備進行硬件的檢查，確認無誤后，將有問題的節(jié)點號后面斷開，換上終端電阻，然后將控制柜內DNB模塊斷電再上電，DNB模塊將重新對所在的總線節(jié)點進行掃描，這時先前未成功掃描的節(jié)點所對應的設備會順利的被DNB模塊讀取上來。對有類似問題的節(jié)點號都采取同樣的處理方法，反復斷電上電，進行步進式的掃描，最終會全部掃描到。

在DeviceNet總線貫通完畢后，將程序download至PLC模塊之后，就是現(xiàn)場與PLC的信號交換調試，要保證現(xiàn)場的數(shù)字量I/O信號準確無誤地被復制到PLC程序內部，而程序中的輸出也要順利地復制到現(xiàn)場的設備中，讓設備動作符合程序控制要求。在Rockwell的PLC中，有一點值得給予注意，就是字長的問題。將現(xiàn)場信號復制入PLC的時候，可以只指定字長為1，程序自身會根據(jù)所建UDT的數(shù)據(jù)長度給予整體順序的復制，而在將程序輸出復制到現(xiàn)場設備的時候，則所復制的字長必須不小于實際的數(shù)據(jù)字長。

其他還有一些不可忽視的設備保護程序，比如對氣動夾緊機構處于關閉狀態(tài)時，所在的設備不能有任何交接動作，否則極有可能損壞該機構。其實不僅是在這某一地方，機械化運輸?shù)陌惭b調試過程中，都要注意對設備的保護。

4 網絡出現(xiàn)BUS OFF的原因分析

①設備設置了錯誤的波特率；②來自于有缺陷的設備垃圾數(shù)據(jù)包；③在上電或下電時有問題的設備引起CAN錯誤；④終端電阻太大或是太?。虎菥W絡電纜靠近高壓線出現(xiàn)干擾。

5 總結

以上只是在平時工作和設備改善改造過程中所學習和遇到的，經過分析解決現(xiàn)場的實際問題，收獲不少，同時也發(fā)現(xiàn)自身有很多不足，還需要進一步的學習和研究。DeviceNet網絡作為工業(yè)控制中一種廣泛使用的控制網絡，必定會繼續(xù)發(fā)展和完善，作為工程技術人員和現(xiàn)場調試人員，要充分了解其優(yōu)點并充分利用，同時采取對應的手段和方法避免或消除可能會出現(xiàn)的一些問題。

參 考 文 獻

[1] 唐培林.現(xiàn)場總線技術應用[J].中國勞動社會保障出版社，2007（11）.

[2] 李國強.電力自動化中現(xiàn)場總線技術的應用[J].大科技，2013（11）.

[3] 周渡海，何此昂現(xiàn)場總線控制技術開發(fā)入門與應用實例[J].中國電力出版社，2010（08）.