1、引言

可編程序控制器（plc）現(xiàn)場(chǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)是plc開(kāi)發(fā)應(yīng)用的一個(gè)重要方向，能使plc在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)獲得了更大應(yīng)用效益。當(dāng)前，可通信低壓電器執(zhí)行的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)種類(lèi)較多，其中composbus/s現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是一種應(yīng)用廣泛的可連接底層各種傳感器和執(zhí)行器等設(shè)備的開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。歐姆龍公司sysmac cjplc是一種小型、數(shù)據(jù)高速傳送的新型plc，根據(jù)需要可以作為主站配置成composbus/s總線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)。下面介紹它在柴油機(jī)公司發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線(xiàn)上的應(yīng)用。

2、生產(chǎn)線(xiàn)的組成

柴油機(jī)公司發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的190至210工序由五臺(tái)專(zhuān)機(jī)和輸送裝置組成一條生產(chǎn)加工線(xiàn)。五臺(tái)專(zhuān)機(jī)由輸送裝置統(tǒng)一上下零件。該生產(chǎn)線(xiàn)要求每臺(tái)機(jī)床不僅能夠單獨(dú)調(diào)整、單機(jī)自動(dòng)循環(huán)加工，而且要求五臺(tái)機(jī)床可聯(lián)動(dòng)同時(shí)加工，一個(gè)操作者在第一臺(tái)機(jī)床操作臺(tái)上操作，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)五臺(tái)機(jī)床同時(shí)操作。這就要求，五臺(tái)機(jī)床之間的相關(guān)聯(lián)鎖信號(hào)進(jìn)行相互傳遞，因此對(duì)電氣控制系統(tǒng)提出了很高的要求。

3、 控制系統(tǒng)總體方案

電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循的原則

（1） 系統(tǒng)應(yīng)具有先進(jìn)性;（2） 穩(wěn)定可靠;（3） 安全性;（4） 可擴(kuò)展性;（5） 可維護(hù)性和可操作性;（6） 經(jīng)濟(jì)性;（7） 使用的習(xí)慣性。

根據(jù)生產(chǎn)線(xiàn)的特點(diǎn)和對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求，我們采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)分布式控制方案。即改變以前采用i/o摸板及控制器件全部在一組電控柜內(nèi)的集中控制方式，將控制器件分散到各個(gè)單機(jī)，通過(guò)總線(xiàn)將它們與主控柜的plc連成統(tǒng)一的電氣控制系統(tǒng)。

3.1 composbus/s現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的特點(diǎn)

（1） 是機(jī)械系統(tǒng)中完善的高速開(kāi)/關(guān)總線(xiàn)。

（2） 專(zhuān)用電纜省配線(xiàn)，無(wú)需端子轉(zhuǎn)換單元，方便了安裝。

（3） 當(dāng)連接pc、從站和i/o設(shè)備時(shí)和配線(xiàn)一樣可節(jié)省每個(gè)系統(tǒng)建立和維護(hù)的費(fèi)用和時(shí)間;

（4） 易于連接傳感器和從站單元;

（5） t分支允許簡(jiǎn)單的系統(tǒng)擴(kuò)展;

（6） 循環(huán)周期至多1ms，可擴(kuò)至32個(gè)從站，256個(gè)i/o點(diǎn)。

3.2 硬件的選型

電控柜的控制核心全部選用歐姆龍公司的plc產(chǎn)品，在性能、速度等方面滿(mǎn)足要求的情況下，追求最優(yōu)的性能價(jià)格比。因此plc選用cj1m及cpm2ah系列，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)選用composbus/s，主站單元為cj1w-srm21，從站鏈接單元為cpm1a-srt21。為減少信號(hào)反射并使網(wǎng)絡(luò)通信穩(wěn)定，在干線(xiàn)的兩端連接終端電阻srs1-t，主站中央處理器（cpu）選用cjim-cpu11，電源單元選用cj1w-pa202。

3.3 系統(tǒng)主要功能

按照“集中管理、綜合監(jiān)控、分段控制”的設(shè)計(jì)原則，根據(jù)缸體線(xiàn)的實(shí)際情況，采用composbus/s總線(xiàn)連接各分布式i/o站、操作面板等，通過(guò)具備現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口的主控制器（cj1m）實(shí)現(xiàn)對(duì)各工藝段設(shè)備的組合和單機(jī)控制，以此滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。

（1） 自動(dòng)控制功能。按工藝要求，可實(shí)現(xiàn)對(duì)缸體線(xiàn)的順序控制、啟動(dòng)、停機(jī)、故障停機(jī)、報(bào)警等。

（2） 手動(dòng)/自動(dòng)切換功能。一般情況下，系統(tǒng)運(yùn)行是在自動(dòng)控制狀態(tài)下。當(dāng)需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修、保養(yǎng)、調(diào)試等工作時(shí)，可將系統(tǒng)由自動(dòng)狀態(tài)切換到手動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)設(shè)備的特定按鈕，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的獨(dú)立啟停操作。

（3） 具有多種安全措施。對(duì)控制系統(tǒng)上的每個(gè)控制回路、每臺(tái)電機(jī)、每個(gè)動(dòng)力回路、每個(gè)電控柜都設(shè)有多級(jí)保護(hù)措施，對(duì)人身、設(shè)備可萬(wàn)無(wú)一失。

（4） 具有自動(dòng)故障診斷及報(bào)警功能，以及必要的故障自動(dòng)處理能力。出現(xiàn)故障時(shí)，有報(bào)警燈指示。

4 、 compobus/s現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的控制方式

4.1 composbus/s總線(xiàn)結(jié)構(gòu)

composbus/s總線(xiàn)接線(xiàn)如圖1所示：

4.2 composbus/s總線(xiàn)配置

機(jī)床1作為主站，機(jī)床2到機(jī)床5作為機(jī)床1的從站。

（1） 每個(gè)srt聯(lián)接字為8個(gè)點(diǎn)input，8個(gè)點(diǎn)output，并且分配各自的節(jié)點(diǎn)號(hào)。

（2） 接線(xiàn)為雙芯vctf電纜，通信波特率為750kbps，最大通信距離為100m。

（3） 地址分配：srt21上的dip開(kāi)關(guān)用于設(shè)定節(jié)點(diǎn)號(hào)和保持或消除通信輸出錯(cuò)誤。

節(jié)點(diǎn)號(hào)的設(shè)定如表1：

機(jī)床2上的cpm1a-srt21的節(jié)點(diǎn)號(hào)為0。

機(jī)床3上的cpm1a-srt21的節(jié)點(diǎn)號(hào)為1。

機(jī)床4上的cpm1a-srt21的節(jié)點(diǎn)號(hào)為2。

機(jī)床5上的cpm1a-srt21的節(jié)點(diǎn)號(hào)為3。

4.3 從站輸入地址輸出地址分配

機(jī)床2到機(jī)床5選用的都是60點(diǎn)的plc（cpm2ah-60cdr-a），從站cpm1a-srt21輸入地址分配為003，輸出地址分配為013。當(dāng)cj1w-srm21內(nèi)的dip開(kāi)關(guān)的第一腳為off時(shí)，cjim中每個(gè)機(jī)床的輸入、輸出地址分配如表2 ：

4.4 主站、從站的信號(hào)傳輸

機(jī)床2、機(jī)床3、機(jī)床4、機(jī)床5中的總停信號(hào)要傳輸?shù)綑C(jī)床1中同時(shí)接收機(jī)床1輸出的總停信號(hào)，機(jī)床2到5的plc程序如圖2所示：

機(jī)床1接收機(jī)床2到機(jī)床5的總停信號(hào)同時(shí)傳輸總停信號(hào)到各機(jī)床，機(jī)床1中的plc程序如圖3所示。

其中009為各臺(tái)的總停信號(hào)（總停按紐），各臺(tái)的輸出地址都為1300，它們輸入到機(jī)床1中的地址分別為2004.00，2004.08，2005.00，2005.08。機(jī)床1輸出到各臺(tái)的總停信號(hào)的地址分別為2000.02，2000.10，2001.02，2001.10，輸入到各臺(tái)的地址為302。

正常情況下，009不閉合，1300輸出為1，2004.00，2004.08，2005.00，2005.08接通，2000.02，2000.10，2001.02，2001.10輸出為1，各機(jī)床的302接通，主控信號(hào)為1，各臺(tái)正常工作。當(dāng)某一臺(tái)出現(xiàn)故障，按下急停后，1300輸出為0，2004.00，2004.08，2005.00，2005.08斷開(kāi)，2000.02，2000.10，2001.02，2001.10輸出為0，各機(jī)床的302斷開(kāi)，主控信號(hào)為0，各機(jī)床都停止運(yùn)行，直到故障解除。其它信號(hào)的傳遞原理與此相同。

5、結(jié)束語(yǔ)

總線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用，大大減少了電氣布線(xiàn)，不僅省料省工，而且信號(hào)的傳遞安全快捷，降低了電控系統(tǒng)的故障率，具有顯著的綜合效益。