現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)-16-河南機(jī)電高等?？茖W(xué)?！冬F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)》基于EtherNet/IP+DeviceNet的物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)102班姓名：鈕躍鵬學(xué)號(hào)：101413234成績(jī)：指導(dǎo)老師：張士磊20目錄引言 -2-一系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) -3-1.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理 -3-1.2 系統(tǒng)變量定義及分配表 -4-1.3系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì) -5-二控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) -5-2.1實(shí)驗(yàn)步驟 -5-2.2控制程序流程圖設(shè)計(jì) -11-2.3控制程序設(shè)計(jì)思路 -11-三上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) -12-3.1PLC與上位監(jiān)控軟件通訊 -12-3.2上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì) -12-四系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 -12-4.1系統(tǒng)調(diào)試及解決的問(wèn)題 -12-4.2結(jié)果分析 -13-結(jié)束語(yǔ) -14-參考文獻(xiàn) -14-附錄： -15-引言工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外工程領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛而有效的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，作為自動(dòng)化類?？茖W(xué)生應(yīng)當(dāng)具備和掌握與此相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)、概念和基本設(shè)計(jì)及應(yīng)用方法。EtherNet/IP（Ethernet/IndustrialProtocol）是一種適用于工業(yè)環(huán)境的通信系統(tǒng)。EtherNet/IP使用控制與信息協(xié)議CIP協(xié)議（ControlandInformationProtocol），其公共的網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層亦為ControlNet和DeviceNet共享。CIP協(xié)議是位于開放的、高度流行的EtherNet和TCP/IP協(xié)議頂層的一個(gè)公共的、開放的應(yīng)用層。DeviceNet是一種低端的開放網(wǎng)絡(luò)，它將工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能設(shè)備，如：傳感器、光電開關(guān)、操作員終端、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器、變頻器和軟起動(dòng)器等與控制器直接連接。是使分布式控制系統(tǒng)減少現(xiàn)場(chǎng)I/O接口和布線數(shù)量，將控制功能直接下放到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的理想解決方案。本實(shí)訓(xùn)是在現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)課程及PLC技術(shù)與工程應(yīng)用等課程結(jié)束之后進(jìn)行的一個(gè)綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)，主要目的是使學(xué)生在課程內(nèi)容學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和設(shè)計(jì)應(yīng)用方法，針對(duì)工程應(yīng)用問(wèn)題能夠進(jìn)行有關(guān)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等內(nèi)容的綜合分析設(shè)計(jì)以及仿真，通過(guò)該教學(xué)環(huán)節(jié)使學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的認(rèn)識(shí)和理解。一系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件配置及組成原理系統(tǒng)硬件組成硬件系統(tǒng)由編程計(jì)算機(jī)(上位機(jī))、羅克韋爾大型PLC控制器(下位機(jī)、數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)為12入/12出)和五層電梯監(jiān)控系統(tǒng)等組成，編程計(jì)算機(jī)(RS232通訊口)和PLC控制器(RS232通訊口)之間通訊采用DF1通訊模塊。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所用硬件：計(jì)算機(jī)——配置EtherNet網(wǎng)絡(luò)，編制控制程序;ControlLogix控制系統(tǒng);CompactLogix控制系統(tǒng);FlexLogix控制系統(tǒng)集線式交換機(jī)、連接電纜及其他附件。硬件系統(tǒng)配置組成圖本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用了目前自動(dòng)化領(lǐng)域最先進(jìn)的NetLinx網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，利用EtherNet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作、遠(yuǎn)程編程、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)配置等功能。計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)連接1756-ENBT模塊，通過(guò)ControlLogix框架訪問(wèn)控制系統(tǒng)的所有模塊。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)以太網(wǎng)模塊訪問(wèn)ControlLogix框架上的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)掃描器模塊和ControlLogix處理器。實(shí)驗(yàn)室中的臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以通過(guò)EtherNet直接與1756-ENBT模塊通信，進(jìn)而通過(guò)ControlLogix框架與1756-DNB模塊通信，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置及程序下載。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1.1所示；圖1.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖材料分揀裝置實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖1.2所示圖1.2模擬材料分揀裝置實(shí)驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)變量定義及分配表定義輸入點(diǎn)地址分配表如表1所示：表1、輸入點(diǎn)地址分配輸入點(diǎn)描述Local：3：I.Data[0].0物料有無(wú)檢測(cè)（光電傳感器）Local：3：I.Data[0].1電感傳感器Local：3：I.Data[0].2顏色傳感器Local：3：I.Data[0].3出倉(cāng)限位開關(guān)Local：3：I.Data[0].4鐵塊驅(qū)動(dòng)桿限位開關(guān)Local：3：I.Data[0].5塑料驅(qū)動(dòng)桿限位開關(guān)Local：3：I.Data[0].6啟動(dòng)開關(guān)

定義輸入點(diǎn)地址分配表如表2所示：表1、輸出點(diǎn)地址分配輸出點(diǎn)描述Local：3：O.Data[0].0傳送帶電機(jī)Local：3：O.Data[0].1出倉(cāng)電機(jī)Local：3：O.Data[0].2鐵塊驅(qū)動(dòng)桿電機(jī)Local：3：O.Data[0].3塑料驅(qū)動(dòng)桿電機(jī)1.3系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)接線圖如圖1.3圖1.3系統(tǒng)接線圖二控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1實(shí)驗(yàn)步驟1.建立通信（配置RSLinx通信驅(qū)動(dòng)程序）圖2.1配置RSLinx通信驅(qū)動(dòng)程序2.配置DeviceNet掃描器模塊1、啟動(dòng)RSNetWorxForDeviceNet在開始菜單的程序欄選擇RockwellSoftware—RSNetWorx—啟動(dòng)RSNetWorxForDeviceNet軟件，啟動(dòng)界面如圖4.3所示。2、與DeviceNet網(wǎng)絡(luò)通信起動(dòng)RSNetWorxForDeviceNet后，在圖4.3所示的軟件界面中打開Network菜單，點(diǎn)擊Online或直接點(diǎn)擊常用工具欄中的圖標(biāo)。在隨即彈出的瀏覽網(wǎng)絡(luò)（Browsefornetwork）對(duì)話框中選擇AB_ETH-1,Ethernet驅(qū)動(dòng)程序(如圖4.4所示)，依次點(diǎn)擊1756-ENBT和backplane(背板)前面的+號(hào)，在backplane下拉列表中打開1756-DNB掃描器模塊前的+符號(hào)，選中DeviceNet，然后點(diǎn)擊OK按鈕。圖2.2RSNetWorxForDeviceNet網(wǎng)絡(luò)瀏覽界面瀏覽結(jié)束后即可看到如圖4.5所示的DeviceNet網(wǎng)的設(shè)備信息。圖2.3實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備3.配置設(shè)備網(wǎng)絡(luò)掃描器（Scanner）的I/O數(shù)據(jù)表（1）配置1756-DNB設(shè)備網(wǎng)絡(luò)掃描器模塊雙擊圖1756-DNB網(wǎng)絡(luò)掃描器圖標(biāo)，出現(xiàn)圖2.4所示的1756-DNB掃描器模塊屬性對(duì)話框。通用屬性對(duì)話框（General）——顯示模塊的名稱、節(jié)點(diǎn)地址、生產(chǎn)廠家、版本號(hào)等信息。模塊對(duì)話框（Module）——設(shè)置模塊的槽號(hào)(Slot)，—置，本實(shí)驗(yàn)中模塊在框架的3號(hào)槽，因此設(shè)置為3，然后點(diǎn)及“應(yīng)用”和“確定”。完成模塊節(jié)點(diǎn)和槽號(hào)的配置點(diǎn)擊掃描列表（Scanlist）對(duì)話框——彈出如圖2.5所示ScannerConfigurationApplet對(duì)話框。點(diǎn)擊上載（Upload）按鈕，上載設(shè)備配置信息。圖2.41756-DNB設(shè)備網(wǎng)絡(luò)掃描器屬性設(shè)置界面圖2.51756-DNB設(shè)備網(wǎng)絡(luò)掃描器屬性設(shè)置界面上載后的掃描器列表對(duì)話框如圖2.6所示，在Scanlint右側(cè)的有效設(shè)備（AvailableDevice）列表中按設(shè)備節(jié)點(diǎn)號(hào)的順序，列出了與1756-DNB設(shè)備網(wǎng)絡(luò)掃描器模塊連接的所有設(shè)備，與圖4.5是一致的。由圖2.6可見其左側(cè)的Scanlist是空的，這說(shuō)明此時(shí)設(shè)備的I/O數(shù)據(jù)并已經(jīng)配置到掃描器的I/O數(shù)據(jù)表中，這時(shí)，分別點(diǎn)擊輸入列表（Input）和輸出列表（Output），可見都有數(shù)據(jù)。若圖2.6左側(cè)是空的，則可點(diǎn)擊圖中的按鈕，軟件自動(dòng)將設(shè)備的I/O數(shù)據(jù)配置到掃描器的I/O數(shù)據(jù)表中。此時(shí)，左側(cè)的設(shè)備都移到右側(cè)的Scanlist中，再分別點(diǎn)擊Input和Output可見設(shè)備的I/O數(shù)據(jù)在相應(yīng)的列表中。說(shuō)明設(shè)備的I/O數(shù)據(jù)已經(jīng)配置到1756-DNB掃描器的I/O數(shù)據(jù)表中。點(diǎn)擊Summary可以在一個(gè)對(duì)話框總攬I/O的全部信息圖2.61756-DNB掃描器I/O列表對(duì)話框（2）配置DeviceNet節(jié)點(diǎn)上設(shè)備的I/O參數(shù)在圖2.6中點(diǎn)擊按鈕后，選擇Scanlist中的00號(hào)節(jié)點(diǎn)的DeviceNet適配器，雙擊，彈出圖2.7所示I/O參數(shù)配置對(duì)話框。按照?qǐng)D2.7來(lái)配置11號(hào)節(jié)點(diǎn)的參數(shù)，配置完成后點(diǎn)擊OK按鈕，如果改變了原來(lái)的參數(shù)，依次點(diǎn)擊“是”即完成了該節(jié)點(diǎn)的參數(shù)配置。按照同樣方法，依次選擇50、51、62號(hào)節(jié)點(diǎn)，圖中輸入(Input)和輸出(Output)數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位，配置時(shí)要注意數(shù)據(jù)的大小。（注意：如設(shè)備參數(shù)與圖示相同，就不用修改。）圖2.71794-AND適配器I/O參數(shù)配置（3）配置掃描器I/O數(shù)據(jù)表網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)設(shè)備的參數(shù)都配置完成后，回到圖2.6界面，點(diǎn)擊Input，彈出圖2.8所示對(duì)話框，可見50、51、11、62號(hào)節(jié)點(diǎn)的輸入數(shù)據(jù)依次在掃描器的0、1、2、4號(hào)字輸入數(shù)據(jù)表中。圖2.8掃描器中輸入數(shù)據(jù)分配由上圖可見，11號(hào)和62號(hào)節(jié)點(diǎn)的輸入數(shù)據(jù)被分配在兩個(gè)不同的字節(jié)中，為了編程方便，我們重新配置掃描器的輸入數(shù)據(jù)表，步驟如下：①選中11號(hào)節(jié)點(diǎn)；②點(diǎn)擊UnMap按鈕；③將數(shù)據(jù)字起始號(hào)(Start)設(shè)置為11(與節(jié)點(diǎn)號(hào)一致)。④點(diǎn)擊AutoMap按鈕?？梢姡摴?jié)點(diǎn)的設(shè)備自動(dòng)排在3:I.Data[11]的一行里(這里3表示3號(hào)槽的1756-DNB設(shè)備網(wǎng)絡(luò)掃描器，I表示輸入數(shù)據(jù)，11是數(shù)據(jù)序號(hào))。按照同樣的步驟，可重新配置其它節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊Output按鈕，用同樣的方法可以重新配置各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，如圖2.9所示。圖2.9掃描器中輸出數(shù)據(jù)分配在編程時(shí)程序的信息應(yīng)與掃描器I/O數(shù)據(jù)表相對(duì)應(yīng)，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和控制功能。4.編制控制程編寫程序見后附錄2.2控制程序流程圖設(shè)計(jì)圖2.10控制程序流程圖2.3控制程序設(shè)計(jì)思路物料分揀系統(tǒng)是通過(guò)各種傳感器利用各物料的不同屬性來(lái)分辨各種物料的，例如本物料分揀系統(tǒng)中有三種物料一種金屬兩種塑料，金屬可以用電磁傳感器來(lái)識(shí)別，而兩種塑料可以根據(jù)其顏色的不同來(lái)分辨，可用顏料傳感器來(lái)分辨，這樣可以很好的區(qū)分物料。物料的傳送需要傳送帶所以開啟啟動(dòng)開關(guān)時(shí)就需啟動(dòng)傳送帶電機(jī)，但當(dāng)物料倉(cāng)無(wú)物料時(shí)需傳送帶電機(jī)在一定時(shí)間內(nèi)停止工作起到節(jié)約作用，其時(shí)間設(shè)為20s。當(dāng)物料倉(cāng)有物料時(shí)物料倉(cāng)內(nèi)的傳感器給出倉(cāng)電機(jī)一個(gè)信號(hào)3s后出倉(cāng)電機(jī)工作，將物料推至傳送帶去進(jìn)行下一個(gè)工序，出倉(cāng)電機(jī)推出物料時(shí)間間隔為3s。當(dāng)傳送帶上的物料運(yùn)至電感傳感器時(shí)，鐵塊被推出推進(jìn)鐵塊儲(chǔ)物倉(cāng)；運(yùn)至顏料傳感器時(shí)，黃塊被推出推至黃塊儲(chǔ)物倉(cāng)；令外的藍(lán)塊將隨傳送帶至藍(lán)塊儲(chǔ)物倉(cāng)。三上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1PLC與上位監(jiān)控軟件通訊本次有關(guān)物料分揀系統(tǒng)控制綜合實(shí)訓(xùn)的設(shè)計(jì)是用羅克韋爾公司生產(chǎn)的RSLogix5000軟件進(jìn)行編程，硬件上用AB大型PLC實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的監(jiān)控軟件通訊。PLC與上位機(jī)之間用雙絞線實(shí)現(xiàn)PLC與上位機(jī)的硬件連接。本次所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可在校羅克韋爾實(shí)驗(yàn)室中模擬進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)室中上位機(jī)通過(guò)屏蔽雙絞線與前端的集線式交換機(jī)連接，而后再通過(guò)雙絞線與展示墻后邊的交換機(jī)連接可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的終端控制，此交換機(jī)與展示墻上的中型、小型，大型PLC的CPU連接，再通過(guò)通信模塊和I/O模塊與設(shè)備層的控制器件進(jìn)行連接，在上位機(jī)中載入程序下載并調(diào)試，觀看實(shí)驗(yàn)效果。由于本次綜合實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容是關(guān)于物料分揀系統(tǒng)控制的，可以利用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，也可利用本地通信模塊和I/O模塊進(jìn)行演示控制。3.2上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)是通過(guò)上位機(jī)上的RSLogix5000軟件中的online來(lái)對(duì)程序運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,形如下圖四系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析4.1系統(tǒng)調(diào)試及解決的問(wèn)題1.DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的主要軟硬件配置有那些？硬件：（1）計(jì)算機(jī)—用來(lái)配置EtherNet/IP和DeviceNet網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)用于物料分揀控制程序的編寫。（2）ControlLogix控制系統(tǒng)—在這個(gè)系統(tǒng)中我們會(huì)用到四個(gè)模塊它們分別是1756-PA75電源模塊、1756-L61ControlLogix處理器、1756-ENBT以太網(wǎng)通信模塊、1756-DNBDeviceNet網(wǎng)絡(luò)模塊、I/O模塊。（3）物料分揀設(shè)備一臺(tái)—用來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)表達(dá)的功能和效果。（4）MicroLogix1500系統(tǒng)—為參與DeviceNet網(wǎng)絡(luò)及EtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)的通信，MicroLogix1500系統(tǒng)需配置1769掃描器接入網(wǎng)絡(luò)軟件：（1）操作系統(tǒng)—WindowsXPServerPack2操作系統(tǒng)（2）RSLinxV2.53版本－強(qiáng)大的通信軟件，包含了A-B所有硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，并提供了與第三方應(yīng)用軟件的通用接口，本實(shí)驗(yàn)用其實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與控制系統(tǒng)的連接；（3）RSLogix5000V15/V16版本－ControlLogix控制系統(tǒng)編程軟件；（4）RSNetworxForDeviceNetV5.00版本－ControlNet組態(tài)工具軟件。RSNetWorx軟件，是32位圖形網(wǎng)絡(luò)組態(tài)工具支持軟件。RSNetWorx的網(wǎng)絡(luò)定位視圖，提供了網(wǎng)絡(luò)組態(tài)所需要的信息和工具。RSNetWorx提供了一個(gè)圖形化的網(wǎng)絡(luò)視圖，改善帶寬利用率的調(diào)度，并具有在線和離線組態(tài)的功能。（5）用RSNetWorxforEtherNet/IP軟件配置EtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)；2．DeveviceNet網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)那種功能？DeviceNet是一種低端的開放網(wǎng)絡(luò)，它應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能設(shè)備，如傳感器、光電開關(guān)、操作員終端、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器、變頻器等，該網(wǎng)絡(luò)可與它們直接相連使分布式控制系統(tǒng)減少現(xiàn)場(chǎng)I/O接口和布線數(shù)量，將控制功能直接下放到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。4.2結(jié)果分析通過(guò)本次物料分揀系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)，我們了解到了通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)控制遠(yuǎn)程設(shè)備，來(lái)操作遠(yuǎn)程設(shè)備工作，在設(shè)計(jì)操作過(guò)程中我們也遇到了許多的問(wèn)題，例如網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)置，上位機(jī)與遠(yuǎn)程PLC之間的連接即硬件與軟件之間的連接，EtherNet/IP系統(tǒng)參數(shù)配置和DeviceNet參數(shù)配置，DeviceNet中輸入輸出參數(shù)的配置等問(wèn)題，但我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)的過(guò)程中在張老師的指導(dǎo)下都一一解決。本次設(shè)計(jì)只是物料分揀的基礎(chǔ)系統(tǒng)，但這是高級(jí)物料分揀系統(tǒng)的基礎(chǔ)。高級(jí)物料分揀系統(tǒng)有許多情況本次設(shè)計(jì)還無(wú)法涉及到，