基于現(xiàn)場總線控制的變頻器在干法造紙生產系統(tǒng)中的應用

1． 引言
無塵紙是一種高附加值的新型衛(wèi)生用品。它具有卓越的高吸濕性、可靠鎖水性、衛(wèi)生安全性等優(yōu)點，廣泛應用于婦女衛(wèi)生巾、成人尿失禁、嬰兒紙尿褲等產品領域。為滿足亞太地區(qū)對無塵紙日益增長的市場需求，世界無紡布行業(yè)巨頭英國BBA集團于1999年在中國天津投資成立了博愛（中國）膨化芯材有限公司；并安裝了目前世界上最先進的干法造紙（無塵紙）生產線，于2001年秋正式投產，年生產能力16000噸。

2． 干法造紙（無塵紙）生產工藝簡介：
干法造紙要求十分嚴格穩(wěn)定的生產條件，與傳統(tǒng)的濕法造紙技術完全不同。其核心是漿粕氣流成網(wǎng)技術?；竟に囘^程是：在恒溫、恒濕、恒氣壓的環(huán)境中利用氣流成網(wǎng)技術，按照不同比例配比開松成單纖維狀態(tài)的木漿纖維板、合成短纖維、PE（聚乙烯）粉末和SAP(超級吸濕粉末)等原料，從它們各自的原料準備區(qū)域，經(jīng)過設備自動測算和計量，然后用風機管道氣流傳輸方法使它們輸送到成型站。各種原料在成型站的成型頭內充分混合后，靠真空吸附均勻地凝集在成網(wǎng)皮帶上，再經(jīng)過噴膠、熱風加熱/熔化、熱壓、反面噴膠、熱風加熱/熔化，冷卻、打卷，分切等過程，生產出優(yōu)良產品。
各種原料經(jīng)過從成型站成型直到成品打卷要經(jīng)過10條不同的輸送皮帶。針對不同的產品，不但要求各原材料的進給量，風機速度，傳動電機速度等連續(xù)可調節(jié)，而且驅動速度和轉矩更要求嚴格準確，否則將對產品質量造成重大影響。

3.控制系統(tǒng)簡介
我公司干法造紙無塵紙生產線全套從歐洲進口,是目前本行業(yè)內最先進的設備。其控制系統(tǒng)根據(jù)美國羅克韋爾公司的全方位自動化的理念而設計的開放式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)及設備。三層網(wǎng)絡控制系統(tǒng)貫穿于整個生產控制區(qū)域。實現(xiàn)了從信息層(Ethernet) 到控制層（ControlNet）和現(xiàn)場層 (DeviceNet) 的無縫連接。
五臺裝有RSview32和RS logix5軟件的A-B 工業(yè)PC機安裝在中控室內，它們的以太網(wǎng)接口都連接到HUB上。該網(wǎng)通過HUB還與企業(yè)Intranet相連，通過TC P/IP協(xié)議組成Ethernet網(wǎng)絡，構成信息（管理）層
生產線控制層由具有以太網(wǎng)功能的八臺A-B PLC5和一臺A-B SLC500可編程序控制器組成，它們都安裝在MCC（馬達控制中心）室內的控制柜內，分別控制九個工藝區(qū)域。它們的以太網(wǎng)接口都通過媒體轉換設備經(jīng)光纖連接到中控室的集線器（HUB）上。
各臺可編程序控制器除掛接本地及遠程I/O模塊、Panel View人機界面等裝置外，都安裝了DeviceNet掃描器（1771-SDN或1747-SDN），并通過DeviceNet通訊模塊（1336-GM5,1203-GK5，1794-ADN等）下掛現(xiàn)場智能設備，如變頻器，電機軟起動器，F(xiàn)lex I/O,9000系列光電開關等組成DeviceNet設備網(wǎng)，實現(xiàn)了對現(xiàn)場級裝置的有效控制。

4． DeviceNet變頻器設備網(wǎng)硬件組成和軟件組態(tài)及控制實現(xiàn)。
DeviceNet網(wǎng)絡結構簡單，實時性強，它采用生產者／客戶模式，提供了強有力的故障診斷與排除能力，是一種理想的設備層現(xiàn)場總線。
下面以PLC5-40/E為例子，介紹變頻器設備網(wǎng)的連接方法。PLC5本地機架上都安裝了DeviceNet掃描器模塊（A-B 1771-SDN），它有兩個通道，每個通道最多可以外接64個站。每個PLC利用本機網(wǎng)絡掃描器通過DeviceNet通訊適配器 (1203-GK5或1336-GM5，) 來下掛本控制區(qū)域的各臺現(xiàn)場總線設備。這些站點主要包括：A-B 變頻器（1336F，1336E，160SSC系列，）A－B電機軟起動器（SMC 150系列）等。
我公司采用的是雛菊鏈（Daisy　Chain）的環(huán)行連接形式的物理拓撲結構。，利用Belden標準圓形五芯屏蔽通訊電纜將各個站點連接起來。在首尾終端兩站分別安裝了終端電阻（121Ω，1%，1/4W）。 如下圖1所示，雛菊鏈拓撲結構的DeviceNet變頻器設備通訊網(wǎng)絡示意圖

我廠的設備分布比較分散，某些站點之間相距較遠。因此所有DeviceNet網(wǎng)絡的傳輸速率都設定為125KBPS, 以確保通訊可靠。