? 圖1系統(tǒng)網絡結構圖

??? 基于CAN總線的ControlNet是一種高速確定性網絡，用于對時間有苛刻要求的應用場合的信息傳輸。作為最底層和以太網之間的中間通訊網絡，它為對等通信提供實時控制和報文傳送服務。ControlNet同樣基于生產者/客戶（Producer/Consumer）的網絡模式。ControlNet具有高吞吐量、資源共享、組態(tài)和編程簡單、支持冗余介質、體系結構靈活和安裝費用低等特點。

? 四、系統(tǒng)結構

??? 按照“以信息為基礎、管理為主導、控制為中心”的設計理念，南寧卷煙廠6000kg/h制絲線電控系統(tǒng)按功能劃分為三個層次（見圖2），即：信息管理層，過程控制層，現(xiàn)場設備層。其中：

??? （1）設備控制層：采用DeviceNet連接各BL20分布式I/O站、變頻器、電子秤、核子秤、水分儀、操作面板等，通過具備現(xiàn)場總線接口的主控制器（SLC504或Logix5555）實現(xiàn)對各工藝段設備的組合和單機控制，以此滿足生產要求。

??? （2）集中監(jiān)控層：作為控制系統(tǒng)的入機交互接口，通過中央監(jiān)控計算機PC和RSView32監(jiān)控軟件實現(xiàn)對生產線的組合操作、狀態(tài)監(jiān)控、工藝參數(shù)控制參數(shù)顯示和設定、故障診斷定位和報警顯示、記錄等。

??? （3）信息管理層：負責處理全線運行過程中的綜合信息，包括人工檢測和錄入工藝、設備、質量等數(shù)據，并提供完整的統(tǒng)計數(shù)據和各種分析圖表等。

??? 五、系統(tǒng)功能

??? 1、設備控制層功能

??? （1）全線及分段順序啟/停，設備加工動作的自動控制；

??? （2）采集溫度、壓力、水分、流量等過程參數(shù)，進行閉環(huán)自動控制；

??? （3）緊急停機；

??? 圖2系統(tǒng)層次劃分圖

??? （4）接受中央控制室控制指令、調度指令、參數(shù)調節(jié)指令，采集現(xiàn)場信息通過網絡傳送至集中監(jiān)控層和信息管理層；

??? （5）貯柜根據工藝要求自動切換；

??? （6）對被控電機提供完善的過流、過熱、缺相、短路保護功能；

??? （7）采用聲、光報警，具有完善的故障檢測及報警提示功能。

??? 2、集中監(jiān)控層功能
??? （1）監(jiān)視功能

??? a.模擬顯示各部分設備運行狀況，包括設備主要動作的動態(tài)顯示、電機的運行狀況、測控元件狀態(tài)；

??? b.工藝參數(shù)顯示，包括數(shù)字、棒圖、趨勢圖等形式；

??? c.報警顯示，用文本或窗口彈出的方式顯示當前報警的時間、位置、內容。設報警綜合顯示界面，顯示歷史報警的信息；

??? （2）控制功能

??? a.全線或局部的啟/停及其它操作

??? b.工藝參數(shù)的設定、修改、查詢

??? c.分級授權管理

??? d.在線編程功能

??? （3）在線診斷幫助功能

??? a.診斷功能，出現(xiàn)故障時給出故障的內容及解決方案。

??? b.幫助功能，提供給操作人員進行操作和維護的在線幫助支持。

??? 3、信息管理層功能

??? （1）生產管理

??? （2）工藝管理

??? （3）質量管理

??? （4）設備管理

??? （5）報表生成

??? 六、系統(tǒng)特性

??? 與傳統(tǒng)的控制模式相比，基于現(xiàn)場總線控制模式的南寧卷煙廠制絲生產線電控系統(tǒng)具有以下特點：

??? （1）用分布式I/O代替集中I/O，用總線通訊代替點對點通訊，使系統(tǒng)配置占地面積大大減少，控制電纜、動力電纜和橋架費用減少70%，降低了系統(tǒng)安裝成本?，F(xiàn)場I/O箱實現(xiàn)設備就近驅動，大大節(jié)約安裝調試時間。

??? （2）工藝段劃分合理，本電控系統(tǒng)基本上以物料存貯設備（各類貯柜）作為獨立工藝段的分割點，使得各工藝段的設備工作狀態(tài)相對獨立。當其中某工藝段設備故障停機甚至掉電時，并不影響其它工藝段的設備運行。同時基于成本方面的考慮，在控制段的劃分上根據工藝段的歸屬設置統(tǒng)一的CPU。全電控系統(tǒng)包括12個獨立工藝段，由8個控制段分別實現(xiàn)控制。

??? （3）系統(tǒng)組態(tài)靈活，能迅速適應現(xiàn)場設備的調整。設備數(shù)量的變化只需更改對應的現(xiàn)場I/O箱內的配置和控制程序的少量修改。

??? （4）充分利用CAN總線的開放性，來自不同廠商的執(zhí)行器件（如變頻器、電子秤/核子秤）、連續(xù)檢測設備（如水分儀、紅外測溫儀）或自帶控制系統(tǒng)的主機設備（如切絲機）均采用現(xiàn)場總線連接，減少了模擬量模塊的數(shù)量，提高了數(shù)據傳送的快捷性、準確性，節(jié)約了安裝時間，方便調試及診斷，從而為進一步實現(xiàn)全線流量、水分、溫度的控制精度提供了保證。整條制絲生產線水分控制精度為1%；溫度控制精度為2～3℃，配比精度為1%。

??? （5）充分利用DeviceNet、ControlNet在系統(tǒng)可靠性、實時性、抗干擾性、硬件診斷、系統(tǒng)組態(tài)等方面的優(yōu)良性能及CAN總線確定性的數(shù)據傳輸，十分便于系統(tǒng)的調試和維護。

??? （6）在元器件的選型上，充分對比了相關牌號的同類產品，從可靠、實用、美觀、性價比高等多方面考慮，選擇了相關元器件。例如選擇了日本Digital公司Proface觸摸屏，選擇TURCK公司B120系列現(xiàn)場I/O產品及電機啟動器，選擇丹佛斯的變頻器等。這些產品通過現(xiàn)場總線端子或網卡與CAN總線有機結合，充分體現(xiàn)了現(xiàn)場總線開放性好、兼容性強的特點。

??? （7）在信息管理層采用交換式以太網、基于客戶機/服務器體系的數(shù)據庫系統(tǒng)、大容量高可用度磁盤陣列等成熟的計算機技術，為生產管理、數(shù)據保存、數(shù)據分析提供強有力的保證。

??? 七、結束語

??? 南寧卷煙廠6000kg/h制絲線電控系統(tǒng)由中國火箭運載技術研究院下屬北京長征高科技公司承制，于2003年5月投入運行。檢測數(shù)據表明，新制絲線流量、水分、溫度、摻兌的穩(wěn)定性、均勻性都有較大幅度提高，使南寧卷煙廠的產品整體質量上升到一個嶄新的水平。同時，該系統(tǒng)在品牌選擇實現(xiàn)最優(yōu)化組合方面進行了大膽的探索，為新一代煙草制絲線控制系統(tǒng)提供了成功的范例，必將大大促進CAN現(xiàn)場總線技術在煙草行業(yè)的更大規(guī)模應用。