DeviceNet網(wǎng)絡控制在大型專用液壓機上的應用

伏紅生，連雪榮

（徐州壓力機械有限公司 技術中心，江蘇 徐州 221004）

0 引言

隨著汽車、航空航天工業(yè)的發(fā)展，要求為其配套的專用液壓機大多為非標訂單型產(chǎn)品。如何適應市場的不同需求，設計出經(jīng)濟可靠的控制系統(tǒng)，已成為鍛壓液壓機行業(yè)的緊迫任務。傳統(tǒng)以繼電器為主的電氣控制系統(tǒng)設計繁復、安調工作量大，給現(xiàn)場施工調試帶來了諸多麻煩。而基于DeviceNet網(wǎng)絡構成的工業(yè)現(xiàn)場總線，開拓了一條專用液壓機快捷設計的創(chuàng)新思路。

1 系統(tǒng)概述

OMRON公司的DeviceNet網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，覆蓋了從傳感器、元件層到控制器（PLC）、顯示終端等所有控制環(huán)節(jié)，很方便地將各種控制器件連在一個開放的現(xiàn)場總線中。通訊電纜就是一根五芯屏蔽電纜。由于DeviceNet是低成本的網(wǎng)絡系統(tǒng)，不僅避免了傳統(tǒng)電控系統(tǒng)昂貴繁瑣的硬接線，而且具有自診斷反饋、故障報警等功能。因此特別適用于專用液壓機功能各異的液壓調控，并有利于主機現(xiàn)場電控系統(tǒng)布局的簡潔協(xié)調。

2 系統(tǒng)配置

液壓機電氣控制系統(tǒng)是針對液壓系統(tǒng)的工作要求，控制相關的油泵電機組、電磁換向閥等液壓元器件，控制液壓油的方向與壓力，從而控制液壓缸等驅動主機，實施程序化的連續(xù)工藝動作功能。本創(chuàng)新系統(tǒng)選用OMRON公司的CS1系列PLC和CS1W-DRM21-V網(wǎng)絡模塊；HMI（人機界面）為NS10-TV01B，為OMRON公司10英寸的TFT工業(yè)觸摸屏。采用既有開關量又有模擬量的輸入/輸出，通過DeviceNet網(wǎng)絡將輸入/輸出驅動連接到PLC對應端口，并利用人機界面HMI實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換與調控，從而構成了人機交互調控與即時反饋為一體的DeviceNet網(wǎng)絡。系統(tǒng)是通過分布在各個節(jié)點諸多相關的元器件，與DeviceNet網(wǎng)絡的有機連接而組成的開放式網(wǎng)絡，色標五芯通訊電纜中兩根電源線，兩根信號線，一根接地線。

系統(tǒng)配置中各個輸入輸出參量的表述及組成元器件為：開關量的輸入，主要是按鈕、旋鈕、行程開關及壓力開關等；開關量的輸出，主要有接觸器、電磁閥和指示燈；模擬量的輸入，壓力、位移和溫度傳感器，信號電流為4-20mA；模擬量的輸出，比例溢流閥的壓力控制信號，信號電壓0-10V；主要驅動元器件，采用變頻器控制的移動工作臺驅動電機。集成網(wǎng)絡系統(tǒng)的配置及控制流程如圖1所示。

系統(tǒng)的調試和編程利用OMRON CX-One集成軟件平臺，先用CX-Intergrador構建DeviceNet網(wǎng)絡，分配好節(jié)點號和各節(jié)點具體的I/O地址；再利用CX-Programer進行詳細的I/O表的創(chuàng)建，控制程序的編制，建成軟硬件一體的DeviceNet網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。

圖1 3000T專用液壓機DeviceNet網(wǎng)絡配置圖

3 DeviceNet網(wǎng)絡的主要參量特點

①本集成網(wǎng)絡的輸入/輸連接節(jié)點可達64個。②網(wǎng)絡傳輸?shù)牟ㄌ芈?00、250、125kbps可選，數(shù)據(jù)信號傳輸距離達500m；信號傳輸距離與使用電纜有關，長距離干線最好使用標配電纜。③總成尋址實現(xiàn)點對點（一對多）或主/從站的網(wǎng)絡傳輸，且其數(shù)據(jù)包范圍保有0～8個字節(jié)。④干線與支線的電源和信號同在一條共用電纜中，并支持設備傳輸通斷的“熱插拔”功能。

4 結束語

在液壓機控制上使用DeviceNet總線，首先降低了連線的工作量和配線成本，接線簡單方便，提高了系統(tǒng)的可靠性，節(jié)省了線路復雜的檢查和調試時間；其次，良好的兼容性，使控制系統(tǒng)配置方便靈活，設備選擇范圍廣，開放式網(wǎng)絡使液壓機在改造時，機動調節(jié)功能增強，擴展改造更加從容自如，最大連接64個節(jié)點，足以滿足各類專用液壓機的控制要求。

[1]DeviceNet工業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)介紹.OMRON公司，2009.

[2]CS、CJ模擬量模塊操作手冊.OMRON公司，2003.

[3]李秀娟，甄昌發(fā).PLC串行通信在液壓機中的應用.鍛壓裝備與制造技術，2007，42（2）.

[4]魏國勇，劉 吶，竇 磊，等.DeviceNet現(xiàn)場總線在壓力機中的應用.鍛壓裝備與制造技術，2011，46（2）.