PLC陶瓷-工业窑炉控制网络的组建与实践.doc

PLC陶瓷工业窑炉控制网络的组建与实践摘? 要：从组建一个高技术陶瓷高温窑控制系统的局域网出发，概括介绍了高技术陶瓷高温窑的工艺、结构、工作原理，重点介绍了PLC网络特点及其通信协议。此外，还论述了利用OMRON中的CQMIN处理器来构成一个设备网的规则与实施以及其它可用于设备网组网的产品来构成一个设备网所必须考虑的因素。??? 关键词：设备网窑群前言??? 计算机网络是计算机系统的发展方向之一。随着计算机技术和通讯技术的结合与发展，计算机网络特别是局域网技术得到了飞速发展，网络的应用范围也越来越广泛，许多企业也利用PLC网络组建中小型控制系统，将最底层的现场信号的采集、中层信号的转换、数据处理与通信以及上层的监控与管理结合起来或将其作为子网接入其它系统中。PLC网络与其它工业局域网相比，其最大的优点就在于其较高的性能价格比。结合重庆热水瓶总厂渝能高技术陶瓷有限公司、重庆利马高科技陶瓷有限公司陶瓷高温窑群OMRON PLC控制网络的组建实践介绍了PLC的发展趋势，计算机通讯技术CONTRATTER LINK网络(FA网络)COMPOBUS网络，还介绍了高速以太网、各种数据交换模式、网络的设计分类等方面的知识。1PLC网络1.1PLC网络的特点??? PLC网络常作为子系统接入CIMS、大型集散系统、企业网或者与其它PLC互连。??? PLC设备网络的模型结构一般分为三层，即物理层、数据链路层、应用层，其网络拓扑结构主要有如下类型；??? 主从式总线型子网：PLC网络越靠底层对实时性要求越高。主从式存取控制依靠主机分配总线使用权，控制简单，易于实现，在从机较少时表现出很好的实时性。因此PLC的远程I/O及靠底层的子网，如SINEC L1、ORMON HOST Link网都采取主从式存取控制方式，它们以轮询/应答作为基础，由主机依次轮询从机是否使用总线。对于紧急任务再配合以中断请求，即时插入。主机拥有优先权，要求发送数据可直接广播。??? 分散式令牌总线型子网：PLC网络的中间层，如Modbus、Modbus+、OMRON的SYSMAC Link等采用分散式的令牌总线存取控制方式。这种方式在总线上的各站点没有主从之分，地位平等，总线使用权的分配分散到每个站中，共同裁决。总线上各站点组成一个逻辑环，由在逻辑环上流动的令牌分配总线，取得令牌的站点占有总线。1.2PLC标准通用化协议及专利通信协议??? PLC网络一般在网络高层中配置向通用化标准化方向发展，通常采用两种配置：MAP规约或Etherent协议，其工业局域网的标准化和互连可在应用层(高层)进行并完成。PLC网络除高层外其它层大多采用各公司自己的专利协议，各种专利协议其物理与数据链路层差别不大，只在应用层上有明显差异。主要表现在命令响应的种类、含义、代码互不一致、帧格式各不相同，信箱结构也不一样，因此无法通用。专利协议向用户提供的界面都比较简单明了，配置同样专利协议同系列的PLC产品之间，按说明书编制程序完成通信一般不会困难，然而配置不同协议的PLC之间要完成通信就非常困难，因此在设计PLC控制系统时，一般选用同厂家同系列的PLC产品，构成PLC网络，在高层再设法进入企业网或CIMS。用个人计算机作上位机，数台PLC作下位机构成网络在实践中得到广泛的应用。2PLC控制网络在陶瓷高温烧结窑的应用实践2.1高技术陶瓷产品的生产工艺及特点??? 高技术陶瓷产品主要是指近年来在新材料工业基础上发展起来的一些陶瓷零件，如陶瓷刀片、陶瓷点火器、陶瓷轴承等耐腐蚀、耐高温、高硬度、高耐磨的产品。??? (1) 高技术陶瓷产品的主要工艺??? 以陶瓷点火器为例，其主要工艺如图1。??? 其中制备高质量微粉及高温烧结是高技术陶瓷产品的关键技术之一，而高温烧结炉(GAS PRESSURE SINTERING FURNACE)及其系统又是高温烧结窑的重要设备。2.2高温烧结窑及其系统??? (1) 烧结原理：一般经过注浆或压制成型的陶瓷坯体，要经过晾干，再进行低温烧结、高温烧结。高温烧结过程见表1。??? 此工艺主要来自加拿大多伦多大学电能公司，加拿大利马高科技陶瓷有限公司、重庆热水瓶总厂渝能高技术陶瓷有限公司在此基础上设计了自己的高技术陶瓷高温烧结窑，建立了自己的高温烧结窑群PLC控制网络。2.3高技术陶瓷烧结窑及网络组建??? (1) 网络规划：控制网络的总体结构如图2所示，分为三层网络、四级设备。三层网络指的是：第一层，信息网络层，即以太网，由个人计算机通过网卡和PLC通过以太网单元相连而组成；第二层，控制器网络层，即Controller Link网，PLC通过Controller Link单元相连而成；第三层，器件网络层，即