西门子6SE7032-6ES87-1FE0技术参数

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包装机械呼唤自动控制
HPC公司因其制造的装填和密封等机械而蜚声世界，其产品包括一系列的标准机械和特种机械，可满足不同的市场需求和应用。HPC公司是提供用于立式纸盒、软袋的装填和密封机械的专业制造厂家，其产品所对应的领域正在从可重复填充的包装袋向不断更新的快速消费品过渡。HPC公司同时也进行纸盒加工、机械组配，具备整条包装系统生产线的制造能力。Hensen机械的使用功能可灵

活调整，而且此型设备易于维护，在高速运转时仍可保持稳定的性能，并且可以快速转换产品的种类和型号。
HPC的客户多是生产、包装诸如饮料等快速消费品的厂商，他们面临激烈的市场竞争，因此需要不断开发新产品来吸引消费者的注意力。在德国，立式纸盒和软袋被用作主要的可重复填充的包装物，但是在北美和远东，可再封口立式软袋目前是诸如能源、运动饮料、洗衣液和个人护理液等液体的主要包装形式。用于运动饮料外包装的此类立式软袋，因其外观具有柔美的曲线和便于手握的模纹，使其在货架上显得十分醒目，运动过后口渴的人们也能更方便顺畅地饮用饮料。今天高速的和全自动化的包装机械需要具备较现代化的硬件和软件控制系统，此类控制系统包括精确运动控制系统、方便使用的人机界面和功能强大的逻辑控制系统。

选择集成供应商
作为一家客户遍布**的供应商，HPC需要一家运转良好的自动化设备生产厂家为其提供*的、涵盖**范围的技术支持和零部件供应。HPC同时也希望和在高端自动化领域有所建树的*合作，借助专业知识和丰富经验来开发新一代包装机械的先进的控制系统。
在认真调查过一些自动化设备供应商后，HPC较终选择了Rockwell自动化公司作为其供应商，并将Allen-Bradley Logix自动控制平台作为其较新包装机械的标准配件。Logix 是可编程逻辑控制器（PLC）系列的品牌，包括从功能强大的ControlLogix到紧凑的FlexLogix等一系列的品牌。因为Logix系列提供了多种的具体型号的控制器PLC以供选择，HPC总能从中选出适合的控制器，应用到从小型机械到大型生产系统等不同场合。因为所有的Allen-Bradley PLC都使用相同的Logix控制核心，所以它们都使用相同的容易使用的RSLogix5000 软件语言来编程。HPC的工程师只需熟悉这一种开发工具即可胜任工作。一套编码可在这一系列中不同型号的PLC之间相互通用。

方便灵活 如虎添翼
ControlLogix将逻辑和运动控制集成到了一个控制体系之中，并且可以对此两种控制使用相同的一套开发工具，即RSLogix5000语言来方便地编程。除了这一通用的开发环境，Logix系列PLC还使用NetLinx*特的、带有开放式软件界面的Allen-Bradley网络协议来保数据的有效流通。利用NetLinx协议，如同利用DeviceNet、ControlNet、EtherNet/IP等协议一样，可以方便地传输数据；而且因为这些网络使用开放的CIP因特网协议，因此可以直接和制造商的ERP(企业资源管理)以及其他商务IT系统相连。
因为使用完全开放的传输协议，NetLinx确保了可以实现从机器的任一个输入端口对机器进行设置的功能。工程师通过网络，不必和控制器进行直接的物理连线，即可实现对设备的编程，从而设备调试、试车时间大为缩短。
同样，维护工程师在控制室，而不必走到机器旁，即可诊断、调试和修改程序。通过采用因特网技术，此理念得到了进一步的发展。用户安装一个Allen-Bradley 9300-Rades调制解调器，即可从世界上任何一个可以拨号上网的地方拨号连接整个基于NetLinx协议的控制网络。

NetLinx协议是Rockwell自动控制集成体系的关键，它保证了此体系中的硬件和软件在出厂时即能**结合在一起，相互配合，联手工作。集成体系对例如象HPC这样的机器制造商提供了诸多益处，例如它大幅缩短了设计和构建控制系统的时间，而且它提升了整台机器的运行性能，使机器更易于维修，也更可靠，同时提高了生产商的生产效率和获利能力。
使用Allen-Bradley平台DeviceNet的另一个益处是可以实现全自动化的设备置换(ADR)。ADR功能实现了在不用关停网络的情况下即可置换象Allen-Bradley PowerFlex驱动器这样的设备，在系统万一出现崩溃时，可将停机时间压缩到较短。
ControlLogix使用SERCOS数字界面和高速光纤网络来实现控制器和伺服驱动器之间的。光纤网络取代了大捆的电线，而且它还可以发送和接收驱动器的状态信息。使用SERCOS的益处还包括使得机器调试更便捷、运行的精确性更高、系统运行性能更稳定。
HPC同时也采用Rockwell自动化公司的Allen-Bradley rdmaster机器安全系统作为标准配件。此安全系统提供了一套完备的安全产品，从简单的联锁装置到使用激光扫描仪和光幕的屏蔽系统。rdmaster系统达到了HPC的所有安全要求，同时也保证了和Allen-Bradley控制体系的可兼容性。
Rockwell自动化公司集成体系的优点在HPC的较新包装机 HO-Auto上得到了集中体现。这款包装机采用集成的运动和逻辑控制系统，实现下述功能：即将一个喷口插入到一个纸盒中，并将接缝处密封好。
使用ControlLogix控制器的机器可以快捷方便处理不同尺寸或规格的纸盒。当需要改变插入纸盒的喷口的尺寸时，需要变换机器的关键部件；在对机器的关键部件重新布位时，和传统的机器相比，新型机器的控制部件PLC采用DeviceNet协议，来对伺服驱动器发出指令，大幅缩短了完成这一过程所需的时间。

Logix系列有多种具体型号的PLC控制器供选择，HPC总能从中选出适合的控制器，应用到从小型机械到大型生产系统等不同场合。

操作人员可以通过Allen-Bradley PanelView人机界面来选择所需的机器设置，然后通过ControlLogix来完成剩余的工作。Allen-Bradley Flex I/O模块分布于机器的不同部位，通过此模块，可实现对水压阀的控制，并可将传感器的信号反馈回来；它利用DeviceNet实现与PLC的数据交换，以往将信号传会控制台需要使用相当数量的电线，现在所需的电线数大为减少。 这一工序完成以后，纸盒可以通过传送带或轨道传送到下一生产环节。 .
HPC同时将Rockwell自动化公司的运动控制系统应用到了其CMF型装填和密封机器设备中。此款连续作业的机器每分钟可处理多达250个纸盒，这些纸盒可以由轨道系统提供，也可由HO-Auto纸盒成型机器直接提供。纸盒由一个注册过**的索引系统送入CMF中，导引到装填器旁。
在这里纸盒被引导到一个具有12个装填和密封工位的旋转传输带上。这道工序也可实现加强型的密封。
每一个CMF旋转传输带上的填充位都安装有一个Allen-Bradley MP系列低惯性伺服马达，此马达由一个Allen-Bradley Ultra3000数字伺服驱动器控制。由于MP系列马达具有较高的力矩/尺寸比，因而它在传输带上只占用非常小的空间，而且便于安装。Ultra3000驱动器也安装在传输带上，并通过SERCOS界面与ControlLogix PLC相连。传输带通过滑环与机器的其它部位相连，这样DeviceNet和SERCOS网络即可通过旋转节点无缝运行。
经由PowerFlex可调速驱动器控制的传输带传输，被填充和密封后的纸盒被送到最后一道包装工序。
“通过Logix实现的网络和伺服技术之间**的集成大幅缩短了工程时间”HPC的编程人员Jorg von Mallotkie表示：“这是因为利用一段程序，从机器的某一个单点即可对机器进行设置。在调试、试车阶段也可以通过单点界面进行故障诊断，从而使得机器的安装、调试时间较以前大为缩短。”

前言
传统的PLC实行集中控制，所有的电缆都必须连接至PLC控制柜，布线和接线相当繁琐。变频器本身有动力线和控制线，在大型生产线中应用较多，如遇大规模的改造，其重新布线的工程量和费用较多。AB Devicenet总线控制系统具有设计方便、结构灵活、安装简便的特点，省去了大量的柜间联线，减少了安装费用。编程软件和组态软件具有在线故障诊断功能，使调试和维护更方便。本文主要论述AB 1336 PLUS Ⅱ变频器在Green公司CO2膨胀配套生产线基于AB Devicenet总线控制系统中的具体应用。

1 现场总线概述
近年来，随着控制技术、计算机技术和网络技术的快速发展，测控技术、计算机控制和通信领域的结合应用已经成为大势所趋。工业自动化目前正朝现场总线控制系统方向发展。基于现场总线的控制系统（FCS）成为新一代的工业控制系统，将逐步取代传统的DCS，这是技术发展的必然要求。
现场总线（field bus）是用于较终控制设备与上层自动化控制设备之间的双向串行通信链络，采用可进行简单连接的双绞线等作为总线，具有结构简单，执行协议直观，价格低廉等优点，同时性能又能令人满意。同时并按公开、规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测量控制设备之间及现场仪表与远程监控计算机之间，实现与信息交换，形成各种适应实际需要的自动控制系统[1]。
Devicenet是一种的基于CAN（Controller Area Network）通讯总线，用于连接工业设备与网络的现场总线，其特点是、开发容易、支持的厂家多，并且不需要昂贵的连接线路。由美国罗克韦尔公司支持的DeviceNet是IEC62026标准之一，网络介质可采用五线制电缆，它包括了二条信号线，二条24V电源线和一条屏蔽线。DeviceNet设备可以从网络上直接获得电源，并能在线地从网络上连接和切下设备。网络提供的电源为8安培，还可以增加冗余的电源。[2]

2 案例厂家的电控方案
该生产线工艺流程复杂，系统设备控制较多，分布在三层工房内，控制点多且位置分散。厂家为避免传统控制系统需敷设大量电缆，给设计、施工、调试和维护带来很烦的缺点，经综合考虑采用采用基于设备控制层、集中监控层和生产管理层的三层管控一体化电控系统：
其设备控制层为AB的Devicenet网，主要控制底层设备；
集中监控层主站SLC504 PLC通过机架插槽上的控制网模块，通过同轴电缆上与Contrologix5550 PLC以及监控机等上AB的Controlnet控制主网；
生产管理层与集中监控系统通过Ethernet网络连接，两台监控机工作站、服务器、数据处理机、工程师站、质检室工作站及打印机，均建立在同一个工业以太网上,与底层的设备控制层共同构成三级管控一体化控制系统。

3 变频器上Devicenet网的讨论
该系统把集中监控系统、生产管理系统及设备控制层主站PLC集中于中央控制室内。设备控制系统设电控柜组及分布式I/O现场操作箱，负责直接控制现场设备及信息交换。现场控制系统主站PLC一是采用AB公司的Controllogix5550，其上配置一块Controlnet网卡[2]、三块Devicenet网卡和一块DH+网卡。[3]另一主站SLC504通过1756-CNBR模块上Controlnet网进行通信。电控柜组及现场操作箱均通过FlexI/O接入Devicenet网[3]。在电控柜组上设置Panelview1400作为现场操作界面，Panelview1400具备Devicenet接口适配器，与Devicenet网连接。
从以上配置来看，采用 Devicenet总线利于发挥其、二次开发容易的特点，并且不需要昂贵的连接线路。若变频器不上总线，按原控制模式放在本地，如通过PLC输入输出模块接联接线则还有线缆较多的毛病；如将控制线接入本地子站则浪费I/O点，增加了I/O的模块数，浪费投资。若变频器上总线则需要投入一部分接口卡1203-GK5的投资，但可通过总线实现控制节省了I/O点，[4]也能充分利用已计划投入的 DeviceNet器件接口和费用，特别是能实现远程控制，包括本地和中控模式的手自动设置和频率的设置，自动化程度高，且变频器放在控制柜内一是可方便维护，二上可降低保护等级和费用。
经以上讨论和权衡，厂家决定变频器上Devicenet网。

4 解决方案
4.1软硬件配置
序号 名称 型 号
1 设备网通讯模块 1203-GK5
2 变频器 1336F-BRF20-AA-EN-L4 (1.5KW)8台
3 变频器 1336F-BRF30-AA-EN-L4 (2.2KW)16台
4 手持操作器 1201-HA2
5 手持操作器连接电缆 1202-H30
6 安装支座 1201-DMA
7 连接电缆 1202-C10（1米）
8 Devicenet网组态软件 RSNetWorx for DeviceNet（原有）
9 人机界面软件 RSView32（原有）
4.2 1336PlusII变频器建立通讯的方法
1336 PLUS II变频器通过网卡1203-GK5接入Devicenet网络，并经PLC 基架中的1756-DNB模板连接，与PLC ControlLogix5550通讯，实现对电机的控制，可读取变频器状态字、运行频率、变频器温度及电机电流