供稿：中達電通股份有限公司 何國精

   【摘要】本文主要介紹了臺達通過網絡產品整合，將其應用于高速針刺機（無紡布）的系統控制。

   【Abstract】This paper mainly introduces the Delta network products integration, and its application in high speed needle-punching machine (non-woven) system control. 

   【關鍵詞】網絡產品；無紡布；系統控制

   【Keywords】network Products;non-woven fabric;system control

   無紡布又稱之為不織布，是新一代環保材料，具有強力好、透氣防水、環保、柔韌、無毒無味、廉價等優點。適用于農用薄膜、鞋材、制革、床墊、子母被、裝飾、化工、印刷、汽車、建材、家具等行業，包括服裝襯布、醫療手術衣、口罩、帽、床單、禮品袋等等，受到廣泛民用品制造廠家的青睞。而針刺設備是制造無紡布的主要設備之一。本文主要介紹臺達網絡產品整合應用于高速針刺機（無紡布）系統控制，本次共2條生產線成功應用，其中，一條生產線為5組針刺，另一條生產線4組針刺。以下以5組針刺為說明，4組針刺應用同一控制。

   1 項目簡介

   無紡布生產線設備主要有分為兩部分——前紡和針刺。前紡包括：送棉箱、松開機、氣壓棉箱、梳理機、鋪網機；針刺包括：針刺機組（根據用戶需求選擇機組）、燙平、儲布架、壓輥、收卷。其中根據針刺所對應的刺位可分為：倒刺、正刺、異位對刺。

   針刺機傳統的控制一般是一組設備使用1臺PLC、1臺HMI、AMD進行控制（MODBUS通訊）。操作方便，但是布線及通訊復雜，抗干擾性能差，通訊距離短。此外，傳統控制，大量的通訊程序使小型的PLC的內存（16k steps）受到極大的考驗。因為設備要求通訊速率高、PLC程序內存大等問題，大部分設備廠商都選用S7-300、三菱Q系列等大中型PLC進行控制。整體生產線設備及生產工藝主要參數如圖1所示。
  
               
                            圖1 整體生產線設備及生產工藝主要參數

   2 設備示意圖及控制工藝

   設備示意圖如圖2所示，生產線控制模式主要有：手動控制、單機自動、整線控制。機械主要參數有：針刺修正系數、入料傳動系數、出料傳動系數、布針密度、速度修正系數。機械參數主要用于主要生產參數有：針刺密度、針刺頻率（針頻）、入料速度、出入料速度牽伸比、托網上下限、剝網上下限、原點設置。其中，機械參數主要做為實際運行速度校正調整。生產參數倒刺、正刺只有1組托網上下限、剝網上下限、原點設置，如圖3所示。異位對刺設置區有2組托網上下限、剝網上下限、原點設置，如圖4所示。
 
               

               
                                圖2 設備示意圖

    在整線控制模式下，選擇單組旁通（穿越）功能，出入料正刺運行，針刺停止。所有速度取決于前紡速度（前級速度），即改變前級速度所有速度都會自動更變，同時，速度的加減不影響針刺密度。
  
                
              圖3 生產參數倒刺、正刺只有1組托網上下限、剝網上下限、原點設置
  
                  
                     圖4 異位對刺設置區有2組托網上下限、剝網上下限、原點設置

   生產所有工藝參數可通過HMI的16bit配方存儲，同時，可添加當前配方產品名稱備注，如圖5所示。
  
                                        
                      圖5 生產所有工藝參數可通過HMI的16bit配方存儲

   3 系統網絡控制圖

   系統網絡控制圖如如6所示。
  
               
                                           圖6 系統網絡控制圖

   4 網絡控制組態

   PLC及HMI參數設置

   由于本次HMI（DOP-B10E615）應用跟PLC（DVP28SV00R）通訊走的是Ethernet，因此我們需設置HMI跟PLC所對應的IP地址（DVPEN01-SL默認網關為192.168.1.5）。通訊設置見圖7。
  
            
                                       圖7 通訊設置

   CANopen設置及程序應用

   本次應用，所有變頻器都選用C2000進行控制。控制模式為CANopen總線控制。組態圖如圖8所示。
 
            
                                   圖8 組態圖

   CANopen總線控制節點配置設置是CANopen協議必不可少的。以下配置僅以1號節點為說明，其他節點配置相同。
主站模式設置。首先選擇“網絡”后，再選擇“主站參數”。本例為CANopen為Master。如圖9所示.
 
                    
                                   圖9 主站配置

   PDO配置設置。PDO分為Receive PDO和Transmit PDO，可根據實際工藝要求選擇相應的PDO。本次應用PDO設置分別為：

   Receive PDO：Output frequency（輸出頻率）、Output current（輸出電流）、Output voltage（輸出電壓）、Error code（錯誤信息）。同時，選擇傳輸類別。如圖10所示。
 
               
                                 圖10 Receive PD0配置設置

   Transmit PDO：Operation command（操作命令）、Frequencycommand（頻率命令），同時，選擇傳輸類別。如圖11所示。
 
            
                             圖11 Transmit PD0配置設置

   讀取Master相關配置信息，即PDO所對應的D存儲單元地址。如圖12所示。
        
              
                              圖12 節點列表配置

   5 網絡產品特點

   Ethernet特點

   高效系統響應時間，100BASE-TX (100Mbit/s，10Mbit/s)

   增加擴充節點（依路由器設定 )符合TCP/IP協定的手/自動資料連結設定（最大連接4埠)，支持由DHCP自動提供IP地址給電腦，共通通訊協定——Modbus TCP。

   郵件功能延伸。SMTP提供四組e-mail帳號供設定。 

   自動校正PLC時間（SNTP）、密碼保護功能、簡易防火墻保護功能。

   CANopen特點

   臺達DVPCOPM-SL為SV系列左側擴展模塊，支持CANopen（標準DS301或DS4.02）協議。與SV連接使用CANopen總線應用時，DVPCOPM-SL（Master）負責PLC與總在線所有從站數據的交換。Master將PLC數據傳送到總在線的各各從站，實現主從站間的數據交換。主要功能特點如下：

   靈活通訊地址設置。通過地址開關設定合法地址1-127。

   可靠快速的通訊速率。根據實際應用情況選擇對應波特率：10kbps、20kbps、50kbps、150kbps、250kbps、500kbps、800kbps、1Mbps。本例使用1M通訊速率取代傳統的MODBUS （9600 E，7，1）。

   支持PDO、SDO、EmergencyProtocol服務。RxPDO最大支持200個，數據（16Bit、INT、UINT、WORD）最大支持390個字節；TxPDO最大支持200個，數據（16Bit、INT、UINT、WORD）最大支持390個字節；每個從站最多可配置8個RxPDO和8個TxPDO。

   支持事件觸發、時間觸發、同步周期、同步非周期傳輸。

   傳統的MODBUS通訊程序復雜，通訊實效慢，同時，占用主機大量內存。DVPCOPM-SL方便快捷的映像數據區的應用，不但解決了繁瑣的讀寫程序內存，同時，大大減少了主機運行的掃描周期。

   傳輸距離遠。最高可傳輸距離為5000M（10kbps），本例使用25M（1M bps）。

   優越的抗干擾特性。

   6 系統應用設置

   系統應用配置如表1所示。

                           表1 系統應用配置
  
              

   7 總結

   實際使用證明，CANopen總線的應用以通訊速率快、通訊距離遠、程序簡便（大大減輕占用主機程序容量）、布線簡單、抗干擾能力強、易維護等優勢，取代了MODBUS傳輸速率慢，通訊距離短、編寫程序復雜、控制程序容量大、易干擾、布線繁瑣等傳統控制模式。同時，相對主流ProfiBus、CC-Link、Modicon等控制總線來說，性價比獲得了用戶的良好評價及認可。

   此外，常見的陶瓷窯爐生產線、污水處理、玻璃設備、塑料輪胎、印刷等行業應用技術，對數據高速采集、集成監控、數據交換等類似控制，均可采用以上方案得于實現控制。