基于DeviceNet现场总线的相机生产线控制系统

    0 引 言

    DeviceNet现场总线是由美国Allen-Bradley公司(RockwellAutomation)开发的工业控制网络技术)))NetLinx的底层网络。它在CAN技术规范的基础上增加了应用层协议的定义,具有开放、低价、可靠、高效的优点,它通过一个开放的网络将底层工业设备(如限位开关、传感器、电动机启动器、变频驱动器、按钮和操作员接口等)直接和车间级控制器相连,而无需通过导线将每个设备与I/O模块连接,减少了导线的费用且方便安装。本文主要介绍DeviceNet现场总线在某一次性相机厂生产线控制系统中的具体应用。

    1 生产过程及控制要求

    一次性相机生产过程主要包括组装、测试和包装3个部分。组装生产线共有4组,每组6个工位,每个工位的机台组装4、5个元件。相机元件组装完毕后经流水线进入测试生产线,其核心是2个8工位的旋转工作台,旋转平台上有8个槽位,由步进电机驱动;平台外有8个固定的工位,大部分是些气动机械手和伺服电机。测试项目包括外观、内部元件动作、闪光检测等多项内容,每个工位检测1或2个项目,合格后才能进入下一工位继续检测,否则自动打上各种不同的故障代码,然后从次品流水线流出并记录。如果通过全部检测合格,则从正品流水线流出,进入标签机旋转工作台,为相机贴上前、后标签,并打上生产日期。同样,该工作台也有自动检测标签位置的传感器,标签贴歪了,相机也要被剔除出去。产品合格后继续进入包装生产线,包装机械给相机包上铝箔,装入彩盒。这样,一台相机生产就完成了。生产过程如图1所示。

    相机的整个生产过程都是自动的,故需要大量的自动化设备。相机从进入流水线到下线,各部分生产的速度不尽相同,各节传送带的速度也是不断变化的,因此需要多台变频器和传感器来进行控制。仅相机测试旋转工作台就需要上百个传感器,有模拟量的光电传感器,也有开关量的高速光纤传感器,以及接近开关、限位开关、伺服电机控制器等。如此大量且分布非常分散的工业底层设备若采用传统的PLC和DCS控制,所有设备的导线都须经接线端子连接至PLC控制柜,势必造成布线和接线相当繁琐,不仅增加成本,也增加了系统的不可靠性,给现场维护带来诸多不便,严重影响生产,已不适应现代企业的生产要求。因此,必需采用一种新的更优越的控制方法。现场总线采用全数字化的双向通信,由一条电缆连接多台现场仪表,形式灵活、扩展方便,适用于设备比较分散的场合。现场总线形式比传统的DCS更有利于参数优化,简化安装和运行维护,有利于生产管理和调度。

    2 DeviceNet现场总线