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1 引言
生产现场的改造主要是要学会合理、低成本地改善工厂、提高综合生产效率的实际方法、技术等。而且现场改造项目往往是我们设计人员头痛的项目，现有一例针刺机改造项目仅用一周的时间，通过方案选定、设计、编程、通讯测试、初步调试后成功投运。系统投运后，反应良好，满足了生产的需要，得到用户的认可。和老的控制方案相比，整机的结构简洁，界面直观方便，现场配线大为减少，布局美观，检修维护简单、方便。
以下提供改造项目的方法与步骤供同仁们参考：
用户现场有三台针刺机设备，其中一台是新进的，采用的是s7-300的plc和tp270-10的屏；另外两台是旧设备，plc是s7-200，是早几年用按钮、继电器、多圈电位器和显示表实现的控制，而且三台设备有三个独立的控制单元，不方便起、停和设定工艺参数等集中操作，影响生产的连续性及效率的提高，急需通过技术改造加以解决。
2 方案的选定
2.1 可用方案列举
种方案：mpi通讯方式，tp270-10触摸屏作主站，plcs7-300，s7-200，s7-200作从站。
第二种方案：dp通讯方式，s7-300做主站(需加em227通讯块)，s7-200，s7-200作从站，主站与tp270-10触摸屏mpi连接。
2.2 备选方案的比较
方案一
优点：在所有的可行方案里是廉价的，简单可行的。
缺点：它没有网络诊断功能，通讯速率高为1.5mbit/s，当需要通讯的信息流大时，通讯速度慢。
方案二
优点：通讯速度快。
缺点：需加通讯模块，成本相对高。
2.3 方案的选择
鉴于实际控制系统在正常运行时，需写入的信息流不多，且改造项目的资金有限，所以现场采用种通讯方案，此方案减少了设备投资，但增加了软件的设计的复杂程度。
3 具体的方法和步骤
3.1 网络配置图
网络配置图如图1所示，采用mpi通讯，s7-300的站地址为2，s7-200站地址为3和4，端口选mpi，需购入专用通讯线（根据现场实际需要）和通讯插头四个。
图1 网络配置
通讯连线过程中注意：正常通讯时，两端的通讯终端电阻为on，其余全为off；但是下载程序时当前设备通讯端头的拨码开关必须打在on上。另用pc下载s7-200的程序时要将tp的拨码开关关掉，即为off。
3.2 protool内组态
plc内无需做组态，只需在界面内控制器项加入三个plc，依次为s7-300、s7-200、s7-200，见图2所示。
图2 protool内组态
均选为mpi通讯，通讯速率统一为187.5kbit/s，因为这是s7-300和s7-200所遵循的高公共通讯波特率。
s7-300 一端连接pc的rs232口或用串行总线（usb）口，另一端连接s7-200plc的mpi口。
3.3 组态plc1(s7-300)侧mpi
对于plc1在“控制面板”中点击“set pg/pc interface” 选中pcadapter(mpi)。如图3所示，在点击properties。
图3 set pg/pc interface
也可以在manager中，选择菜单options 下拉子菜单“set pg/pcinterface”单击“properties”，弹出对话框如图4，将transmission rate选为187.5kbps。
图4 properties-pcadapter
3.4设定plc2和plc3(s7-200)的通讯参数
对于plc2和plc3(s7-200)，在200的编程软件中：
(1)选择“系统块”，将波特率改为187.5kbps，确认，如图5。
图5 系统快
(2)选择“通讯”点击“设置pg/pc接口”，选中pc/ppicable(ppi)，同图3。点击properties，这里的transmission rate次下传程序可以不是187.5kbps。图6所示。
图6 properties-pc/ppicable(ppi)
(3)在通讯画面里，选择“搜索所有波特率”，然后“双击刷新”，波特率就会从“0”开始一直到187.5kbps结束。这样会保证你无论改没改下载波特率，在pc机上都能搜到s7-200的plc。
4 运行状况
此控制系统从2006年初投产以来，因为故障率低和效率高等优点，满足了客户的大收益，归纳起来，我们所改造后的新型电控系统具有如下特点：
(1)彩色人机界面tp270和可编程控制器（即plc）的配合使用，取代了大量的元器件和硬件电路，使得电器的可靠性、稳定性有很大的提高。
(2) 更适应工业现场环境，同时控制软件修改方便，现场调试快捷、省时。
(3)整机的结构更加简洁，现场配线大为减少，布局更为美观，检修维护更简单、方便。
(4)丰富的画面提示、故障显示及参数修改等功能，良好的人机对话窗口，为现场的操作、维护提供了极大的便利。
(5) 设计的简化，大大降低了日常维护和备件费用。
5 结束语
现场改造在某种意义上说就是一种价值创新，通过对现有资源的整合以低的代价换取大的收益。通过本文对针织机现场改造所得出的经验，希望能给大家带来更多的灵感，在平常的工作能够多注意细节，多发现不足，以便能创造更多的价值。
1引 言
可编程序控制器（PLC）现场总线网络是PLC开发应用的重要技术。现场总线使得PLC在工业现场进入上级制造执行系统，进而使得用户获得更大应用效益。人们称之为控制系统的一次变革的现场总线技术自20世纪末广泛应用以来，日益受到制造业的广泛注意和高度重视，成为世界范围的自动化技术发展的热点。应该说,现场总线的工业过程智能自动化仪表和现代总线的开放自动化糸统构成了新一代全开放自动化控制糸统的体糸结构。目前国际上公认的现场总线有10多种，各有其特点，并在一定范围内得刭应用。本文本文以DeviceNet为基础，详细论述基于台达机电产品的DeviceNet网络设计。
2DeviceNet简介
DeviceNet是由美国Rockwell自动化开发的现场总线标准。现在已经有超过300家的公司注册成为ODVA的成员。全世界共有超过500家的公司提供DeviceNet产品。DeviceNet作为一种高性能的协议，目前在美国和亚洲的市场上处于领导地位，其系统解决方案在欧洲也取得了显著的业绩增长。
DeviceNet协议设计简单，实现成本较为低廉，但对于采用底层的现场总线的系统（例如，由传感器、制动器以及相应的控制器构成的网络）来说，却是性能极高的。DeviceNet设备涉及的范围从简单的光电开关一直到复杂的半导体制造业中的用到的真空泵。
就像其他的协议一样，DeviceNet协议基本的功能是在设备及其相应的控制器之间进行数据交换。因此，这种通信是基于面向连接的（点对点或多点传送）通讯模型建立的。这样，DeviceNet既可以工作在主从模式，也可以工作在多主模式。
DeviceNet的报文主要分为高优先级的进程报文（I/O报文）和低优先级的管理报文(直接报文)。两种类型的报文都可以通过分段模式来传输不限长度的数据。
一个DeviceNet网络工作在125k、250k和500k的波特率下多可以支持64个节点。设备可以使用自身的电源，也可以通过DeviceNet总线供电。
"预定义主/从连接集"适用于简单的DeviceNet从站设备。作为DeviceNet协议的子集，它支持从主站到从站传送的直接报文，轮询I/O报文，位选通I/O报文以及由从站向主站传送的状态变化/循环I/O报文。
"非连接报文管理端口（UCMM）"以及动态生成"直接及I/O连接"则适用于从站比较复杂的情况，这些从站可支持多个主站并能与其他设备维持点到点互联。设备启动报文和设备关闭报文是特别为安全相关系统设计的"离线连接设置"则简化了对非常规组件的配置工作。
DeviceNet的通信和应用都是基于对象模型的。预先定义好的对象简化了不同厂商的不同设备间的数据交换。通过建立不同设备的子集，用户可以从进一步的规范化中获益。
根据ISO的开放系统互联模型OSI，DeviceNet规范除第7层（应用层）外，DeviceNet规范还对一部分第1层（收发器）以及第0层（传输介质）进行了规定，这就为DeviceNet节点的物理连接提供了标准。协议对连接器、电缆类型、电缆长度以及基于通信的显示、操作元素及其相应的封装形式等等都进行了规定。
一个DeviceNet网络工作在125k、250k和500k的波特率下多可以支持64个节点。设备可以使用自身的电源，也可以通过DeviceNet总线供电。
3台达机电产品现场总线设计案例要求
3.1软件要求
WPL SOFT 2.09――PLC编程软件；
EbbbbConfigurator――DeviceNet网络组态软件。
3.2硬件要求
PS02――电源模块
DVP28SV――PLC主机
DNET-SL――主站通讯模块
DT01-S――S型从站通讯模块
DNA02――MODBUS/DeviceNet转换模块
RTU-DNET――远程I/O通讯模块
DVP12SA――从站PLC
DVP14SS――从站PLC
DVP16SP――从站I/O
VDF007M21A――从站变频器
DTB9696――从站温度控制器
电缆采用普通网线（现场应用请采用专用电缆）
120欧姆电阻×2
4台达机电产品的DeviceNet硬件设置
4.1 网络连接图
图1是1主4从网络案例图。其中：PLC——28SV作为主站，NodeAddress为00。PLC——12SA从站1。PLC——14SS从站2。变频器——VFD007M从站3。温控器——DTB9696从站4。远程I/O模块——16SP从站5。
4.2 从站1设置
从站1通过DT01与总线相连。DT01的接线端子接线如图2。2、4角间加入一个120欧姆电阻。
DT01 NODE地址设置如图3，范围是00~63，这里我们设置为01
DT01设置为500K的通讯波特率，如图4。
4.3 从站2设置
从站2依然为DT01，连接一个14SS PLC。设置NODE ADDRESS为02。
4.4 从站3设置
从站3是通过一个DNA02连接一个VFD007M变频器。变频器参数设置：在将 VFD-M 系列变频器和 DNA02连接之前，首先将变频器的通讯地址设置为01，通讯格式设置为38400；8,N,2；RTU（固定为此通讯速率以及通讯格式，其它通讯速率以及通讯格式无效，设置如表1：
DNA02设置：首先将 DNA02 的 DIP 开关的引脚 1、2、3 分别拨至”ON”、”OFF”、”OFF”位置，表示 DNA02连接的下级设备为变频器；然后将 DNA02 的DIP开关引脚4、5分别拨至”OFF”、”OFF”位置，设置 DNA02 与 VFD-M变频器的通讯方式为 RS-485 通讯，如图5所示。Node Address设为04。
4.5 从站4设置
从站4是通过一个DNA02连接一个DTB9696温控器。温控器设置：在将台达温控器接入总线之前，首先将温控器的通讯地址设置为01，通讯格式设置为38400；7,E,1；ASCII（固定为此通讯速率以及通讯格式，其它通讯速率以及通讯格式无效）,0810H的内容值设为 FF00H，即通讯写入允许。DNA02设置：将DIP开关的引脚 1、2、3分别拨至”ON”、”ON”、”OFF”位置，表示 DNA02 连接的下级设备为温控器；然后将 DNA02的DIP开关引脚4、5分别拨至”OFF”、”OFF”位置，设置 DNA02 与 VFD-M 温控器的通讯方式为 RS-485通讯。Node Address设为04
4.5 从站5设置
从站5是通过一个RTU-DNET连接一个16SP作为远程I/O。NodeAddress设为05，并且RTU-DNET上连接另外一个终端电阻120欧姆。
5台达机电产品的DeviceNet软件组态
建起 DeviceNet 网络之后，使用 EbbbbConfigurator 软件对 DeviceNet网络设备进行配置。如果您已经使用附带的串行通讯线将 PC的 COM1 口与台达 SV 主机的 COM1接口相连，则可以按如下步骤进行操作。
（1）双击 EbbbbConfigurator.exe 文件，启动EbbbbConfigurator 软件，如图6所示。
（2）选择”Setup”>>“Communication Setting”>>“SyetemChannel”，则会出现“Serial Port Setting”的对话框，如图九所示，在此对 PC 与 SV主机的通讯参数进行设置。如”串行口”、”通讯地址”、”通讯速率”、”通讯格式”，设置正确后点击”OK”确认（图7）。
（3）点“Online”按钮，EbbbbConfigurator 软件即开始对整个网络进行扫描，如图8。
（4）如果上述对话框的进度条一直没有动作，则说明 PC 和 SV PLC 通讯连接不正
常或PC上有其他程序使用串行口。扫描结束后，会提示”Browse Networkcompleted”。此时，网络中被扫描到的所有节点的图标和设备名都会显示在软件界面上，如9。
（5）欲建立 DVPDNET 主站和 DeviceNet 从站之间 I/O 通讯，首先需要配置 DeviceNet 从站的 I/O数据长度，下面仅以 DNA02（for VFD-M 变频器）为例说明如何配置 DeviceNet 从站的 I/O 数据长度，实现DVPDNET 主站和 DeviceNet 从站的 I/O 数据交换。双击图十一总04NODE，出现如图10对话框，将 bbbbbSize 和 Output Size 分别设为 4 Bytes，勾选”PolledSetting”，然后点击”OK”确认，即完成了对通讯站号为 1 的 DeviceNet 从站（DNA02+VFD-M变频器）的I/O 长度配置。
（6）双击”DVPDNET”图标，会弹出”Scanner Module configuration”对话框，如
图11所示。我们可以看到左边的列表里有当前可以使用的设备。
（7）将图11中左边列表中的 DeviceNet 从站设备移入 DVPDNET 主站的 Scan List中。具体步骤为：选中DeviceNet 从站节点设备，然后点击”>”，如下图所示。按照此步骤，即可将 DeviceNet 从站节点设备一个一个移入到DVPDNET 主站的 Scan List内，如图12所示。
（8）将配置好的 DeviceNet 从站移入到 DVPDNET 主站的 Scan List 之后，DeviceNet从站便自动映射到主站的“bbbbb”和”Output”，如图13所示。
点击”Scan List”中的任何一个节点设备，便可以看到该节点设备映射到 DVPDNET的”bbbbb”和”Output”地址，此地址直接映射到 SV 主机的内存地址上，可用于 WPLSoft编程。
9）、确认无误后，点击”OK”，然后将配置下载到DVPDNET内。下载时，如果SV主机处于”RUN”状态，会弹出”Warning”对话框，如图13。
（10）点击”OK”，执行下载的动作（图14）。
11）、下载结束后，会弹出“Warning”对话框，提示是否“RUN PLC”（图15）。
点击”OK”， 则可以看到 RTU-DNET 的’MS LED”和”NS LED”都是绿色。 并显示DVPDNET 的通讯站号。到此DeviceNet 组态就完成了。
6 PLC编程
根据图十四中各个从站在主站28SV的地址映射关系，就可以对各个从站进行编程了。
以下是一个简单的控制程序：
当然，也可以给整个网络加一个方便操作的人机界面，如图16的效果图。
7 结束语
本文以示教案例形式详尽描述基于台达机电产品的DeviceNet现场总线网络设计过程。总线网络以其高速、实时、可靠成为台达机电产品现场级产品的优先选择，台达的DeviceNet总线产品组态简单、编程容易，对任何用户在没有任何基础的情况下实现快速入门应用。