台达网络产品在无纺布生产线中的应用

　　无纺布又称之为不织布，是新一代环保材料，具有强力好、透气防水、环保、柔韧、无毒无味、廉价等优点。适用于农用薄膜、鞋材、制革、床垫、子母被、装饰、化工、印刷、汽车、建材、家具等行业，包括服装衬布、医疗手术衣、口罩、帽、床单、礼品袋等等，受到广泛民用品制造厂家的青睐。而针刺设备是制造无纺布的主要设备之一。本文主要介绍台达网络产品整合应用于高速针刺机(无纺布)系统控制，本次共2条生产线成功应用，其中，一条生产线为5组针刺，另一条生产线4组针刺。以下以5组针刺为说明，4组针刺应用同一控制。

　　1 项目简介

　　无纺布生产线设备主要有分为两部分——前纺和针刺。前纺包括：送棉箱、松开机、气压棉箱、梳理机、铺网机;针刺包括：针刺机组(根据用户需求选择机组)、烫平、储布架、压辊、收卷。其中根据针刺所对应的刺位可分为：倒刺、正刺、异位对刺。

　　针刺机传统的控制一般是一组设备使用1台PLC、1台HMI、AMD进行控制(MODBUS通讯)。操作方便，但是布线及通讯复杂，抗干扰性能差，通讯距离短。此外，传统控制，大量的通讯程序使小型的PLC的内存(16k steps)受到极大的考验。因为设备要求通讯速率高、PLC程序内存大等问题，大部分设备厂商都选用S7-300、三菱Q系列等大中型PLC进行控制。整体生产线设备及生产工艺主要参数如图1所示。

　　图1 整体生产线设备及生产工艺主要参数

　　2 设备示意图及控制工艺

　　设备示意图如图2所示，生产线控制模式主要有：手动控制、单机自动、整线控制。机械主要参数有：针刺修正系数、入料传动系数、出料传动系数、布针密度、速度修正系数。机械参数主要用于主要生产参数有：针刺密度、针刺频率(针频)、入料速度、出入料速度牵伸比、托网上下限、剥网上下限、原点设置。其中，机械参数主要做为实际运行速度校正调整。生产参数倒刺、正刺只有1组托网上下限、剥网上下限、原点设置，如图3所示。异位对刺设置区有2组托网上下限、剥网上下限、原点设置，如图4所示。

　　图2 设备示意图

　　在整线控制模式下，选择单组旁通(穿越)功能，出入料正刺运行，针刺停止。所有速度取决于前纺速度(前级速度)，即改变前级速度所有速度都会自动更变，同时，速度的加减不影响针刺密度。

　　图3 生产参数倒刺、正刺只有1组托网上下限、剥网上下限、原点设置

　　图4 异位对刺设置区有2组托网上下限、剥网上下限、原点设置

　　生产所有工艺参数可通过HMI的16bit配方存储，同时，可添加当前配方产品名称备注，如图5所示。

　　图5 生产所有工艺参数可通过HMI的16bit配方存储

　　3 系统网络控制图

　　系统网络控制图如如6所示。

　　图6系统网络控制图

　　4 网络控制组态

　　PLC及HMI参数设置

　　由于本次HMI(DOP-B10E615)应用跟PLC(DVP28SV00R)通讯走的是Ethernet，因此我们需设置HMI跟PLC所对应的IP地址(DVPEN01-SL默认网关为192.168.1.5)。通讯设置见图7。

　　图7 通讯设置

　　CANopen设置及程序应用

　　本次应用，所有变频器都选用C2000进行控制。控制模式为CANopen总线控制。组态图如图8所示。

　　图8组态图

　　CANopen总线控制节点配置设置是CANopen协议必不可少的。以下配置仅以1号节点为说明，其他节点配置相同。

　　主站模式设置。首先选择“网络”后，再选择“主站参数”。本例为CANopen为Master。如图9所示.

　　图9 主站配置

　　PDO配置设置。PDO分为Receive PDO和Transmit PDO，可根据实际工艺要求选择相应的PDO。本次应用PDO设置分别为：

　　Receive PDO：Output frequency(输出频率)、Output current(输出电流)、Output voltage(输出电压)、Error code(错误信息)。同时，选择传输类别。如图10所示。

　　图10 Receive PD0配置设置

　　Transmit PDO：Operation command(操作命令)、Frequencycommand(频率命令)，同时，选择传输类别。如图11所示。

　　图11 Transmit PD0配置设置

　　读取Master相关配置信息，即PDO所对应的D存储单元地址。如图12所示。

　　图12 节点列表配置

　　5 网络产品特点

　　Ethernet特点

　　高效系统响应时间，100BASE-TX (100Mbit/s，10Mbit/s)

　　增加扩充节点(依路由器设定)符合TCP/IP协定的手/自动资料连结设定(最大连接4埠)，支持由DHCP自动提供IP地址给电脑，共通通讯协定——Modbus TCP。

　　邮件功能延伸。SMTP提供四组e-mail帐号供设定。

　　自动校正PLC时间(SNTP)、密码保护功能、简易防火墙保护功能。

　　CANopen特点

　　台达DVPCOPM-SL为SV系列左侧扩展模块，支持CANopen(标准DS301或DS4.02)协议。与SV连接使用CANopen总线应用时，DVPCOPM-SL(Master)负责PLC与总在线所有从站数据的交换。Master将PLC数据传送到总在线的各各从站，实现主从站间的数据交换。主要功能特点如下：

　　灵活通讯地址设置。通过地址开关设定合法地址1-127。

　　可靠快速的通讯速率。根据实际应用情况选择对应波特率：10kbps、20kbps、50kbps、150kbps、250kbps、500kbps、800kbps、1Mbps。本例使用1M通讯速率取代传统的MODBUS(9600 E，7，1)。

　　支持PDO、SDO、EmergencyProtocol服务。RxPDO最大支持200个，数据(16Bit、INT、UINT、WORD)最大支持390个字节;TxPDO最大支持200个，数据(16Bit、INT、UINT、WORD)最大支持390个字节;每个从站最多可配置8个RxPDO和8个TxPDO。

　　支持事件触发、时间触发、同步周期、同步非周期传输。

　　传统的MODBUS通讯程序复杂，通讯实效慢，同时，占用主机大量内存。DVPCOPM-SL方便快捷的映像数据区的应用，不但解决了繁琐的读写程序内存，同时，大大减少了主机运行的扫描周期。

　　传输距离远。最高可传输距离为5000M(10kbps)，本例使用25M(1M bps)。

　　优越的抗干扰特性。

　　6 系统应用设置

　　系统应用配置如表1所示。

　　表1 系统应用配置

　　7 总结

　　实际使用证明，CANopen总线的应用以通讯速率快、通讯距离远、程序简便(大大减轻占用主机程序容量)、布线简单、抗干扰能力强、易维护等优势，取代了MODBUS传输速率慢，通讯距离短、编写程序复杂、控制程序容量大、易干扰、布线繁琐等传统控制模式。同时，相对主流ProfiBus、CC-Link、Modicon等控制总线来说，性价比获得了用户的良好评价及认可。

　　此外，常见的陶瓷窑炉生产线、污水处理、玻璃设备、塑料轮胎、印刷等行业应用技术，对数据高速采集、集成监控、数据交换等类似控制，均可采用以上方案得于实现控制。