菲尼克斯電氣半鋼成型機Interbus控制系統方案

一、INTERBUS的特點 INTERBUS是德國跨國集團PHOENIX公司提供的工業現場總線，是最早的總線之一。現已廣泛地應用于汽車工業、煙草工業、冶金工業、倉儲及傳送技術、造紙工業、包裝工業、食品工業等等。1998年成為歐洲標準EN50254，2000年2月成為國際標準IEC61158，2004年12月成為中國機械工業國家標準JB 10308-8。全球1000多個生產廠家提供2500多種總線產品，至2004年12月，已經有七百萬節點，四十多萬個系統應用在世界各地，使得INTERBUS成為國際現場總線市場的領先者。 1、INTERBUS 物理層采用RS485串行通信標準，樹型的拓撲結構，可連接255 個子站，易于擴展、易于分層，總長達12.8 公里。在同一個系統中，三種傳輸媒介（雙絞線電纜，光纖，紅外）可以根據需要混合使用。信號編碼方式為曼徹斯特編碼。數據鏈路層采用集總幀的數據環型存取方式，各子站無須編址。 2、INTERBUS具有強大的可靠性、診斷性和易維護性。 INTERBUS采用了集總幀型的數據環通訊，這種通訊保證了數據傳輸嚴格的同步性和周期性；全雙工的通訊方式和500K 的一致速率保證了數據通訊的實時性。差分信號傳輸和專門的總線環路檢查保證了強大的抗干擾性和設備實時監控。所有這些特性以及十幾年的工業現場實際應用經驗都保證了INTERBUS具有很高的可靠性。 強大的診斷功能是INTERBUS區別于其它總線所獨有的。獨立的診斷程序提供了詳細的故障信息（故障地址、故障類型和故障歷史記錄），診斷寄存器提供了用戶程序處理故障信息的工具。故障歷史記錄和準確的故障地址為快速排除故障提供了保障，保證系統故障停機時間最短。 3、INTERBUS先進的基于PC和以太網的控制技術。 INTERBUS是一種開放的現場總線，可以聯結到全球90％以上的控制系統。目前，世界主流的PLC，如SIEMENS S5、S7，三菱，GE，BOSCH等多家廠商的PLC都可以很方便地與INTERBUS相聯結， 給用戶提供了多種選擇。聯結不同的PLC，只需要不同INTERBUS總線適配板。 INTERBUS的基于PC和以太網的技術，實現了工業控制的三層控制網絡的簡單連接和數據交換，代表了當前現場總線技術發展的方向。其代表性產品就是基于PC的控制器、控制軟件PCWORX和標準化的接口OPC。 二、INTERBUS總線產品在橡膠輪胎機械行業的應用情況 鑒于INTERBUS的安裝簡單、總線循環周期快、高可靠性、診斷性和易維護性，世界領先的橡膠輪胎設備商如克虜伯（Krupp）、費希爾（Fisher）、荷蘭飛邁（VMI）在其成型機、裁斷機產品上廣泛采用了INTERBUS現場總線。 INTERBUS作為國際標準IEC61158、中國機械工業國家標準JB 10308-8的現場總線，良好的開放性使其，不僅可以應用在采用菲尼克斯PLC的控制系統中，同時可以與世界主流的PLC，如SIEMENS、A-B、GE、施耐德，BOSCH等多家廠商的PLC相聯結。聯結不同的PLC，僅需要不同的INTERBUS總線適配板，由此很方便地給用戶提供了多種選擇。 三、系統配置 方采用菲尼克斯電氣整套控制系統 1.系統配置 PXC 系統圖 上圖所示為控制系統組態圖，控制器選用菲尼克斯公司高性能控制器RFC 430，通過INTERBUS總線靈活掛出子站，此外RFC 430集成了以太網口，可直接連入以太網。INTERBUS總線不需終端電阻,現場I/O模塊及設備不需作專門的地址設置.。INTERBUS總線為全雙工數據傳輸方式,有極高的數據傳輸實時性，INTERBUS總線具有強大的診斷功能。 現場模塊采用Phoenix Contact的INLINE產品。BK模塊是每個子站的總線耦合器，每個BK模塊可帶63個輸入/輸出模塊，BK模塊之間用總線電纜進行連接。Inline提供了所有的進行控制所需要的信息采集、傳輸數據的模塊，它不僅有數字輸入、數字輸出、模擬輸入、模擬輸出模塊，更有電機啟動器、緊急停車模塊、計數器模塊、位置模塊、編碼器（增量/絕對型）以及串行傳輸模塊IB IL RS 232 IB IL RS 485/422等。Inline采用彈簧接線方式，具有體積小、安裝簡單、擴展方便等優點，現已在多家國際知名企業應用。 三、中文版控制器編程軟件PCWORX介紹 PCWORX是INTERBUS基于PC控制方案的強大的自動化編程和組態軟件。它由三部分組成：組態器（SystemWorx），符合IEC61131標準的編程軟件（ProgramWorx），OPC（OLE for Process Control）接口。所有PCWORX模塊具有公用的數據庫。 PCWORX與控制器之間的連接可以通過RS232串行口來實現。PCWORX軟件運行在Windows NT4.0（Service Pack4以上）或Windows 2000操作系統中。 PCWORX 編程軟件稱為Program Worx。Program Worx的編程環境符合IEC61131國際標準，并支持標準中定義的所有五種語言： - 指令表（IL） - 梯形圖（LD） - 功能塊圖（FBD） - 結構文本（ST） - 順序功能圖（SFC） IL和ST是文本格式的編程語言。IL類似于匯編語言，對功能和功能塊的調用，或調轉功能的實現，都是通過指令的方法。ST則是一種類似于PASCAL的結構化編程語言。 FBD、LD及SFC是圖形化的編程語言，具有簡便和直觀的特點，簡化了編程和調試的工作量。IL和ST語言雖然并不直觀，但程序的代碼最小，占用的存儲空間相對較小，因此程序的執行時間最短。 PC WORX還提供了另外一種編程語言：機器順序功能圖語言（MSFC）。MSFC語言與SFC相似，但它是專門為機器或系統的運動控制的編程而開發的，具有擴展的診斷功能，可以大大減少機器的檢修時間。 PC WORX采用多任務的編程方式。在IEC61131-3中，對功能塊和程序的多次調用稱為實例化。在每個實例中，不同的I/O節點可以分配給相同的變量，而不需要中間標志。特殊的實例數據可進行封裝，這樣該數據就不會被另一個實例所覆蓋。 PC WORX具有符合IEC61131-5的通信塊，允許智能設備之間通過Ethernet或INTERBUS實現標準化的直接通信 INTERBUS現場總線組態器稱為SYSTEM WORX，它包括INTERBUS的組態、監控和診斷，以及INTERBUS設備的參數化功能。借助于SYSTEM WORX的菜單命令，可以設計一個系統的完整的總線結構，配置連接到INTERBUS的所有設備。你可以修改，添加或查找設備。對于組態的總線結構，你可以輸入設備描述，站點，訂貨號及診斷標識等。不同的總線段可以合并為組。在系統啟動之前，可以借助于SYSTEM WORX來檢測總線的接線和硬件。 用戶可以在SYSTEM WORX中監控現場設備的數據。在總線運行過程中，相連設備的過程數據可以在軟件或控制器的液晶顯示屏上顯示出來。通過Address Monitor或Process Data Monitor，可以實時讀取和更改現場的過程數據。DRIVECOM monitor則用于實現對傳動設備（如變頻器）的啟動、參數設置和控制功能。 診斷功能提供了一種快速和有效的錯誤定位和排錯的方法。它既能識別出總線設備和總線連接的故障，也能查找出傳感器和執行器系統的故障。系統運行狀態的信息，故障類型，出錯位置及出錯原因，以及相應的解決措施都會在診斷窗口中顯示出來。 INTERBUS的現場控制器與上位機的圖形監控系統（如Genesis，INTOUCH，Citect等）之間的數據交換是通過OPC來實現的。PCWORX中集成了OPC Server的接口。在PCWORX中為INTERBUS OPC SERVER軟件創建一個組態文件，該配置文件中包含了用于同圖形監控軟件進行通信的所有數據。 運行在Windows NT環境下的INTERBUS OPC SERVER用于實現分散化的INTERBUS網絡和運行于PC上的圖形監控系統之間的數據交換。PC和INTERBUS之間的連接可以通過直接存儲器存取（MPM），串行端口（V.24）或者Ethernet（TCP/IP）進行。 INTERBUS OPC Server可以同時支持多個控制板。使用INTERBUS OPC Server，你可以訪問以下INTERBUS數據： - 過程數據 OPC Server可以直接讀取INTERBUS控制板的輸入過程數據。 - CSV變量 從PCWORX應用程序中訪問選擇的變量。 - 直接賦址變量 你可以訪問定義在控制系統或計算機系統的直接地址上的所有變量。 PC WORX中還包括了一個功能塊庫，其中包括了很多常用的標準功能塊，如PID控制、AI/AO轉換、TCP/IP功能塊等。用戶可以很方便地調用功能塊庫中的功能塊，大大節省了程序設計時間。