紡織車間網絡化綜合應用發展概述

　　中達電通股份有限公司 王智利

　　摘 要：本文主要介紹工業控制網絡在紡織廠的綜合應用，論述其在設備運行管理中的優勢，同時介紹臺達全系列網絡產品。

　　關鍵詞：紡織 車間 自動化 網絡

　　1 引言

　　紡織業是中國國民經濟的支柱產業。中國紡織業是擁有完善自主產業體系的重要工業制造業。中國紡織業是世界最大的紡織產業集群。20世紀80年代以來，由于傳感技術、變頻、伺服驅動技術、PLC技術、人機交互技術的不斷進步，使紡織自動化技術有了突破性的發展。

　　2 紡織企業信息化問題

　　2.1 信息化孤島

　　目前紡機的單機自動化已成熟，但車間管理監控卻淪為信息孤島。作為全流程工藝加工的載體，車間在協調前后工藝、生產數據、管理分析等時，需對單機生產數據實時采集、運算并反饋控制。但幸運的是，當前自動化控制產品在網絡通訊領域有長足發展，多單機聯網控制技術已相當成熟，這使智能化的網絡控制成為現實，大大提高了產品品質和管理效率。

　　2.2 紡織車間主流信息網絡

　　（1）串行通訊：串行通訊接口一般包括RS232/422/485，技術簡單成熟、可靠，對軟硬件要求較低，成本也低。但其同時存在數據傳輸效率低、抗干擾能力弱、通訊距離短等問題。

　　（2）現場總線：此種方式在現場設備之間、現場設備和控制層之間實行雙向、多結點的數字通信技術?，F場總線技術是控制、計算機、通訊技術的交叉與集成，幾乎涵蓋了所有連續、離散工業領域。優勢在于：高可靠高響應性、智能化、分布式；目前主流現場總線包括DeviceNet、F.F、CANopen、ControlNet、Profibus等。

　　 （3）工業以太網：工業以太網是從辦公自動化領域衍生的工業網絡協議，按習慣主要指IEEE 802.3協議，如果進一步采用TCP/IP協議族，則采用“以太網+TCP/IP”來表示，其技術特點主要適合信息管理、信息處理系統。以太網支持的傳輸介質為粗同軸電纜、細同軸電纜、雙絞線、光纖等，最大優點是簡單、經濟實用、兼容性好，易于連接Internet等。

　　3 基于臺達機電產品的紡織車間網絡化實施

　　本文以河北一紡織車間實際控制方案為例，說明網絡產品的自動化控制中的綜合應用。

　　3.1車間紡機設備概況

　　方案根據紡織廠的具體生產要求，并按國家相關規定設計成開放式的集散控制系統，是具有集中管理、分散控制、信息共享等特征的現代控制，包括從梳棉到絡筒的各種設備，具體如下：

　　6臺梳棉機；2套并條機（分為頭并、二并）；3臺懸錠式粗紗機；20臺細紗機；2臺絡筒機。

　　3.2車間網絡工程概況

　　工程控制系統內容包括：各設備的系統工藝參數的監測及設置，各運行數據的采集、處理及管理。具體內容包括：設備監測：對梳棉機、并條機、粗紗機、細紗機、絡筒機設備的各種工藝參數檢測、設置；設備控制：對各設備控制回路按工藝流程實施優化閉環控制，根據設備當前的運行狀況調整相關其他設備；聯鎖報警：對每臺設備的各種故障進行分級處理，根據不同級別進行本體報警，關聯設備報警處理，并可建立設備運行檔案，提高設備開機率；歷史數據：對生產過程關鍵參數、每班狀況的歷史數據存儲，為管理提供現場數據；品質追溯：通過生產全過程的監控及歷史數據存儲查詢，當成品或后工序產品出現品質問題時，可追溯查找出現故障的工藝環節，從而快速排除和調整，避免更大的損失。

　　3.3 車間信息化網絡實施

　　DVP系列網絡自控系統。DVP系列網絡自控系統以FCS系統為控制主系統，上層采用以太網實現網絡信息

　　管理，如圖1所示， 管理層監控界面如圖2所示。其中：

　?。?）信息層：由上位計算機、網絡交換機和組態軟件構成，采用EtherNet網絡通訊，一方面實現與現場系統的數據采集和交換，另一方面實現數據存儲、分析、管理。甚至可實現遠程IE監控和MODEM撥號監控。圖2為信息層監控界面。

　　（2）控制層：由DVP系列網絡產品構成，包括主機、以太網模塊、總線模塊等，針對各類設備共配置5套，主要實現對每類設備的管理和控制，并且將數據上傳至上位機，同時將上位機的控制命令和數據下達到每臺設備。

　　（3）設備層：控制每臺設備完成其工藝要求，多數采用RS485串行通訊方式控制，采用DVP-COA02與上層CANOPEN

　　總線通訊。由于臺達網絡產品采用開放的標準總線CANOPEN及DEVICENET，因此也可兼容其它廠商符合總線標準的設備層控制系統?！?

　　圖1基于臺達機電產品的紡織車間網絡控制結構示意圖

圖2 管理層監控界面

　　3.4 網絡控制系統應用特點：

　?。?）采用串行總線(RS485)進行設備層組網通訊，可兼容其它廠商產品的（歐姆龍、施耐德、西門子等）組網通訊；滿足某些紡織廠原來已有設備控制系統多樣化的網絡控制升級改造。

　?。?）具有各班班產統計及顯示、速度顯示、效率顯示等主要工藝參數的采集。

　?。?）各種報警統計，對故障進行分級（一般、嚴重、致命），且報警（故障）列表與視頻監控（現場反饋）相結合（支持故障現場實時視頻數據顯示）。

　?。?）各班產量及關鍵參數存入數據庫并保存一年，并具有Chart 統計顯示功能。

　?。?）支持自定義報表格式及定時、實時報表打印功能。

　?。?）擴充能力強，支持各個品牌的PLC入網。

　?。?）支持紡織工藝參數單個設定及批量修改。

　?。?）支持品質追溯功能，提高產品質量。

　　4 臺達工業信息化網絡能力

　　臺達已推出全系列的EtherNet、DeviceNet、CanOpen等各種網絡產品，可方便的搭建各種控制網絡架構，滿足不同應用場合需求，高性價比、高可靠性。以下簡單介紹臺達網絡產品：

　　4.1 EtherNet以太網產品

　　DVPEN01-SL：TCP/IP主站模塊；DVPENA01-MOD：TCP/IP轉RS485模塊； RTU-EN01：以太網遠程模塊。

　　4.2 DeviceNet總線產品

　　DVPDNET-SL：DeviceNet主站模塊；DVPDT01-S：DeviceNET從站模塊；DVPDNA02：DeviceNET轉RS485模塊；RTU-DNET：DeviceNET遠程模塊。

　　4.3 CanOpen總線產品

　　DVPCOPM-SL：CANopen主站模塊；DVPCOA02：Can BUS轉RS485模塊；RTU-COPM：CANopen遠程模塊。

　　4.4 串行通訊產品

　　IFD-8500：帶隔離的RS-232 to RS-485/RS-422通訊轉換模塊；IFD-8510：帶隔離的RS-485/RS-422通訊中繼器；IFD-8520：帶隔離可設定站號RS-485；RTU-485：RS-485遠程模塊。

　　5 結束語

　　紡織車間的生產與管理智能化要求，為其網絡化發展提供了平臺。臺達子公司中達電通作為“紡紗設備網絡管理通訊接口和規范”行業標準起草工作組的成員單位，專門成立了紡織行業應用處，并利用臺達自身全面、可靠的網絡化產品，提供從設備驅動控制層到車間應用管理層網絡化方案，全面支持EtherNet、DeviceNet、CanOpen等主流網絡通訊協議，為紡織業升級提供強大助力。