DeviceNet通讯在架车机上的应用

DeviceNet通讯在架车机上的应用

韩达睿冯丽萍

（中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春130062）

摘要：本文简要论述了DeviceNet现场总线技术在中车长春轨道客车股份有限公司铁路客车装配车间架车机上的应用，针对其各部分组成元件在现场总线中的作用以及工作中可能出现的常见问题进行分析并提出解决方案。为同类起重设备的快速维修提供了参考依据，可极大提高电器维修人员的技能水平，降低故障停机和在线查找故障的时间。

关键词：DeviceNet现场总线；触摸屏；工厂自动化；网络故障诊断

一、概述

随着高速动车组等高端制造业的蓬勃兴起，各类基础装备随之发展迅猛，DeviceNet现场总线以其工程建设成本低、传输速度快、响应时间短、超强的系统兼容性、运行可靠性高等先进技术优势，已经成为现代工厂电气自动化控制领域典型的一种控制形式。DeviceNet现场总线是工厂通信底层网络，作为工厂网络现代化控制的基础，可以实现将底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。成为现场设备、车间级生产设备及其与更高管理层之间的信息纽带，DeviceNet现场总线构筑自动化领域开放的互联系统。

在城轨客车、高铁列车的制造生产过程中，现场的特种作业起重设备常常要将车体钢结构等部件运送至装配台位，联动架车机采用DeviceNet现场总线的控制系统可最大限度的减化设备建设成本。通过现场总线将中央控制台作为主站，32个起重作业平台作为从站实现单一主站与多点从站的网络化控制系统。控制器周期性轮询扫描所有I／O主、从站上的输入输出信号，从而实现对等式通信。

二、DeviceNet通讯在架车机上的应用

以中车长春轨道客车股份有限公司装配车间架车机电气控制系统为例，简要阐述DeviceNet现场总线在特种起重设备上的应用。

1.DeviceNet主站。DVPDNET—SL作为DeviceNet的主站在本架车机中支持与32个从站建立各种I/O连接，扫描模块自动与PLC主机进行数据交换，提供380字节的空间作为数据输入输出数据交换区，使用者只需要对PLC的D寄存器进行编程。在本架车机电气控制系统中，中央主操作台作为网络控制中的主站主要负责集中管理DeviceNe现场总线各从站实时数据的输入输出情况，支持与从站建立各种I/O连接、轮询、位选通、状态改变、周期循环等。在架车机工作过程中PLC主站要同时对32台分动从站的压力检测、升降位移、极限限位等参数进行监控比较然后由人机界面（触摸屏）显示出架车机的运行状况，形成闭环控制方便现场操作人员对设备发出操作指令。

2.DeviceNet从站。从站是进行输入信息汇总和输出信息发送的外围设备，如自动化仪表、触摸屏、变频器、伺服机构等，各从站响应主站发出的操作指令，同时向主站反馈所采集的数据和现场设备的运行状态。所有从站模块具有自诊断功能，可通过模块指示灯进行网络通信诊断、故障报警等功能。在本架车机电气控制系统中32个从站同时把压力信号、升降位移信号、急停等控制信号通过DeviceNet网络回传给主站PLC，中央控制器把各从站采集的信号进行逻辑处理，将最终的结果控制变频器由电动机来完成升降工作，计数器通过触摸屏来显示架车的相对高度，霍尔开关设有上、下限位，锁紧松开操作位，荷载操作位置。

3.变频器运行控制。在架车机升降工作过程中，触摸屏通过DeviceNet现场总线可实现对32台变频器进行运行监控、故障报警、参数设置等功能。各子站变频器的运行频率通过网络时时反馈给总站PLC作逻辑运算，当架车机在升降过程中出现高度不一致偏差较小的时候，主站PLC会在第一时间自动作出判断，通过增减变频器运行频率来达到自动维持车体平衡的目的，并发出声光预警提示操作人员。如果在架车工作过程中通过变频器的增减频率未能达到均衡升降的要求，则主站PLC会把超差的结果与临界值做比较，一旦超出偏差范围系统就会自动停机，并提示操作人员对设备进行检查维修。

三、网络故障分析

可移动架车机所处工作环境复杂，现场的执行器、阀岛、微动开关等电器元件容易受到外界因素影响造成DeviceNet总线通信中断，主站PLC报警指示灯Power、NS频、MS数码显示管频繁闪烁等故障信息。

小结：DeviceNet现场总线技术是未来电气发展的必然趋势。它可以大幅度降低工程造价低，可靠性高，同时具有极强的兼容性等优点。与现有的继电控制系统相比，DeviceNet现场总线大大提高了工业自动化水平，最大限度地提高了生产效率，实现了工厂管理与控制一体化。本文通过简要介绍DeviceNet现场总线的工作原理，同时结合实际列举出了其在架车机此类特种起重设备工作中可能出现的常见故障。为其它同类总线控制系统设备的维护保养提供一些经验和借鉴作用。

参考文献：

［1］崔坚《西门子S7可编程序控制器STEP7编程指南》机械工业出版社2010年5月

［2］陈瑞阳《工业自动化技术》机械工业出版社2011年7月北京

［3］姜建芳《西门子S7-300/400PLC工程应用技术》机械工业出版社2012年10月北京

作者简介：

韩达睿男1980年1月3日出生吉林省长春市人，就职于长春轨道客车股份有限公司高级工人技师主要从事工厂电气技术方面的研究。