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引言

隨著白酒產量的日益提高，以單機自動化為主的傳統(tǒng)包裝生產線的缺陷也逐漸顯現。當生產線上某臺設備的主要工作參數產生變化或調整時(如灌裝機速度)，由于各單機之間不能實時交換工作數據，其他設備無法對變化的參數產生及時響應，因此常常造成生產線工作停止，嚴重時還造成設備故障或損壞。白酒包裝企業(yè)為提高生產效率，提高生產線工作的協(xié)調性和穩(wěn)定性， 將現場總線技術引入到白酒包裝生產線的生產或 改造中。本文將以某白酒企業(yè)進行白酒生產線改造為例，簡要介紹以灌裝機PLC為主站，利用DeviceNet現場總線網絡與洗瓶機組進行實時數據交換，從而完成對洗瓶機組主要工作參數及其各段變頻器進行綜合控制，同時將洗瓶機組各單機的工作狀況反饋回主站，確保整條生產線工作的協(xié)調、穩(wěn)定和高效。

1 現場總線網絡的搭建

DeviceNet是一種基于CAN技術、具有開放 的網絡標準而且結構簡單、成本較低的網絡解 決方案，傳輸率為125Kbit/s至500Kbit/s,每個網 絡的最大節(jié)點數為64個，位于DeviceNet網絡上 的設備可以自由連接或斷開，而不會影響網上 的其他設備的正常工作⑴。因此，DeviceNet作 為一種高性能的協(xié)議，目前在市場上有著廣泛 應用。

1.1白酒包裝生產線組成

需要改造的白酒包裝生產線由沖洗瓶機組-輸 送機組-灌裝機-壓紋封蓋機-瓶身烘干機-貼標機 等主要設備組成⑵。由于篇幅有限，本文僅介紹 DeviceNet現場總線網絡中，灌裝機PLC主站對洗 瓶機組操作從站和變頻器從站進行綜合控制的網 絡搭建和主要工作程序。洗瓶機組由浸泡機、刷 瓶機、沖洗機三套設備連線組成，各設備均由獨 立的變頻器控制，其中浸泡機需要用電加熱浸泡 用水并能自動檢測加熱管故障。洗瓶機組與灌裝 機共用一套PLC,灌裝機PLC通過現場總線網絡控 制洗瓶機組各套設備的啟動、停止、速度均衡并 采集各套設備的現場工況，從而保障生產線的正 常工作。

1.2 DeviceNet現場總線網絡的硬件組成

為保障生產線上各臺設備在灌裝機統(tǒng)一指揮 下協(xié)調工作，獲得較高的生產效率，現場總線網 絡達的構建將以臺達系列工控產品為基礎進行搭 建，網絡連接圖如圖1所示。

以灌裝機PLC (DVP28SV)為主站，在洗瓶 機組上連接4個從站，各站點的硬件組成及功能概 述見表1。

                                                                                      表 輯線網絡各站點硬件組成及功能表

 

分類	節(jié)點 地址	網絡模塊 名稱	連接設備	主要功能
主站	00	DVPDNET- SL掃描模 塊	DVP28SV (PLC)	1控制灌裝機控 制啟停，定量調 整及速度控制； 2 管理DeviceNet 上的所有從站， 并完成從站與 PLC主機的數據 交換； 3負責整條生產 線的協(xié)調指揮。
從 站	01		DVP-16SP	負責洗瓶機組的 開關量控制
		RTU-DNET 模塊	DVP-04AD	檢測浸泡機電加 熱管故障
			DVP-04PT	檢測浸泡機水溫
	02	DN02	VFD007M21A （浸泡機變頻 器）	通過RS485通訊 端口對之相連接 的浸泡機變頻器 進行控制。
	03	DN02	VFD007M21A （刷瓶機變頻 器）	通過RS485通訊 端口對之相連接 的刷瓶機變頻器 進行控制•
	04	DN02	VFD007M21A （沖洗瓶機變 頻器）	通過RS485通訊 端口對之相連接 的沖洗瓶機變頻 器進行控制。

設置為38400； 8, N, 2； RTU。其它格 式無效。設置方法見表2'

                                                                                                表2從站變頻器參數設置表㈤

 

參數	設置值	說明
POO	03	主頻率輸入由通訊控制（RS485）
P01	03	運轉指令由通訊控制，鍵盤STOP有效
P88	01	設置變頻器通訊地址01
P89	03	Baud rate 38400bps
P92	03	Modbus RTU模式，資料格式＜8, N, 2＞

2.2主站和各從站設備之間I。數據映射關系 2.2.1主站與從站1主站由D VPDNET網絡模塊與D VP28SV （PLC）組成，DVP28SV （PLC）通過觸摸屏設 置和存儲生產線各工作參數及灌裝機各工作參 數，并由DVPDNET將主站接入DeviceNet現場總 線網絡完成對生產線上各從站的控制。

2 DeviceNet現場

總線網絡的配置

2.1通訊配置

1） 總線網絡上各模 塊通訊速率：通過各模塊 上功能設定開關將各主從 站模塊通訊速率均設為 500Kbps；

2） 計算機與SV主機 的通訊參數：通訊端口 設為COM1；通訊速率 9600bps；通訊協(xié)議7, E, 1；通訊模式：ASCII Mode。）

3） 從站3、4、5為變 頻器，在通訊前將變頻器

 

 

圖1灌裝機與洗瓶機組網絡連接圖

用于檢測工作電流，檢測到電流值通過DVP-4AD 模塊轉變?yōu)閿底至坎⒂成淙胫髡镜腄6041-D6043 數據寄存器內，以供PLC判斷加熱管的工作情況及 故障情況。

2） DVP-4PT模塊：用于檢測浸泡箱內 水溫檢測，并將檢測到的水溫映射入主站的 D6045-D6047數據寄存器內，以便主站隨時了解 浸泡池內的工況，從而決定加熱管的啟停及其啟 停數量，使洗瓶機工作在最佳工作狀態(tài)。

3） DVP-16SP模塊：灌裝機主站通過輸出端Y 控制洗瓶機組的開關量，如運行、停機、噴水等 動作，并通過輸入端X將洗瓶機組的故障信號、操 作人員的緊急停機請求等發(fā)送至主站，以便主站 對洗瓶機組與整條生產線進行工作協(xié)調。

2.2.2主站與從站2、3、4

從站2-從站4由三組DN2模塊和VFD007M21A 變頻調速器組成，DN2和VFD007M21A之間用 RS485端口進行通訊，VFD007M21A通過DN2接入 現場總線網絡，實現變頻器與主站之間的數據交 換，保障主站對各變頻器的統(tǒng)一控制。

1） 變頻器與通訊模塊之間用RS485通訊線連 接，并通過DN2通訊模塊連接在總線網絡上。

2） 主站可通過總線網絡將啟停指令、工作頻 率等信息按映射關系發(fā)送給各變頻器，同時各變 頻器的工作狀態(tài)和工作頻率也可通過總線網絡回 饋至主站，從而保障生產線的協(xié)調工作。

3） 變頻器由控制字2000H的狀態(tài)控制變頻器的 啟動、停止以及運轉的方向，BitO-1為01時，變頻 器停止，BitO-1為10時，變頻器啟動；Bit4-5為01時 為正方向運轉，Bit4>5為10時為反方向運轉叫變頻器由頻率字2001H設定變頻器的頻率。

3結束語

基于臺達工控產品的DeviceNet現場總線網協(xié) 議設計簡單，配線簡便，能實時完成各設備及其 相應的控制器之間進行數據交換，該網絡在茅臺 鎮(zhèn)某白酒企業(yè)包裝生產線上的成功應用，有效地 解決了傳統(tǒng)生產線中各單機信息無法共享而造成 的生產停滯或故障。以灌裝機為控制中心的PLC 主站可隨時與各從站進行數據交換，采集各從站 的實際工況數據，并根據這些數據對各從站進行 遠程控制，使整個控制過程更加穩(wěn)定、高效，也 有效保障了生產線工作的連續(xù)性，提高了生產效率。

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