纺织车间网络化发展概述

摘  要：本文主要介绍工业控制网络在纺织厂的综合应用，论述其在设备运行管理中的优势，同时介绍台达全系列网络产品。

关键词：纺织  车间  自动化  网络

1  引言        纺织业是中国国民经济的支柱产业。中国纺织业是拥有完善自主产业体系的重要工业制造业。中国纺织业是世界最大的纺织产业集群。20世纪80年代以来，由于传感技术、变频、伺服驱动技术、PLC技术、人机交互技术的不断进步，使纺织自动化技术有了突破性的发展。

2  纺织企业信息化问题 2.1 信息化孤岛        目前纺机的单机自动化已成熟，但车间管理监控却沦为信息孤岛。作为全流程工艺加工的载体，车间在协调前后工艺、生产数据、管理分析等时，需对单机生产数据实时采集、运算并反馈控制。但幸运的是，当前自动化控制产品在网络通讯领域有长足发展，多单机联网控制技术已相当成熟，这使智能化的网络控制成为现实，大大提高了产品品质和管理效率。 2.2  纺织车间主流信息网络 （1）串行通讯：串行通讯接口一般包括RS232/422/485，技术简单成熟、可靠，对软硬件要求较低，成本也低。但其同时存在数据传输效率低、抗干扰能力弱、通讯距离短等问题。 （2）现场总线：此种方式在现场设备之间、现场设备和控制层之间实行双向、多结点的数字通信技术。现场总线技术是控制、计算机、通讯技术的交叉与集成，几乎涵盖了所有连续、离散工业领域。优势在于：高可靠高响应性、智能化、分布式；目前主流现场总线包括DeviceNet、F.F、CANopen、ControlNet、Profibus等。  （3）工业以太网：工业以太网是从办公自动化领域衍生的工业网络协议，按习惯主要指IEEE 802.3协议，如果进一步采用TCP/IP协议族，则采用“以太网 TCP/IP”来表示，其技术特点主要适合信息管理、信息处理系统。以太网支持的传输介质为粗同轴电缆、细同轴电缆、双绞线、光纤等，最大优点是简单、经济实用、兼容性好，易于连接Internet等。

3  基于台达机电产品的纺织车间网络化实施 本文以河北一纺织车间实际控制方案为例，说明网络产品的自动化控制中的综合应用。 3.1车间纺机设备概况        方案根据纺织厂的具体生产要求，并按国家相关规定设计成开放式的集散控制系统，是具有集中管理、分散控制、信息共享等特征的现代控制，包括从梳棉到络筒的各种设备，具体如下： 6台梳棉机；2套并条机（分为头并、二并）；3台悬锭式粗纱机；20台细纱机；2台络筒机。 3.2车间网络工程概况         工程控制系统内容包括：各设备的系统工艺参数的监测及设置，各运行数据的采集、处理及管理。具体内容包括：设备监测：对梳棉机、并条机、粗纱机、细纱机、络筒机设备的各种工艺参数检测、设置；设备控制：对各设备控制回路按工艺流程实施优化闭环控制，根据设备当前的运行状况调整相关其他设备；联锁报警：对每台设备的各种故障进行分级处理，根据不同级别进行本体报警，关联设备报警处理，并可建立设备运行档案，提高设备开机率；历史数据：对生产过程关键参数、每班状况的历史数据存储，为管理提供现场数据；品质追溯：通过生产全过程的监控及历史数据存储查询，当成品或后工序产品出现品质问题时，可追溯查找出现故障的工艺环节，从而快速排除和调整，避免更大的损失。 3.3 车间信息化网络实施       DVP系列网络自控系统。DVP系列网络自控系统以FCS系统为控制主系统，上层采用以太网实现网络信息管理，如图1所示， 管理层监控界面如图2所示。其中： （1）信息层：由上位计算机、网络交换机和组态软件构成，采用EtherNet网络通讯，一方面实现与现场系统的数据采集和交换，另一方面实现数据存储、分析、管理。甚至可实现远程IE监控和MODEM拨号监控。图2为信息层监控界面。 （2）控制层：由DVP系列网络产品构成，包括主机、以太网模块、总线模块等，针对各类设备共配置5套，主要实现对每类设备的管理和控制，并且将数据上传至上位机，同时将上位机的控制命令和数据下达到每台设备。 （3）设备层：控制每台设备完成其工艺要求，多数采用RS485串行通讯方式控制，采用DVP-COA02与上层CANOPEN总线通讯。由于台达网络产品采用开放的标准总线CANOPEN及DEVICENET，因此也可兼容其它厂商符合总线标准的设备层控制系统。

图1基于台达机电产品的纺织车间网络控制结构示意图

图2 管理层监控界面

3.4 网络控制系统应用特点： （1）采用串行总线(RS485)进行设备层组网通讯，可兼容其它厂商产品的（欧姆龙、施耐德、西门子等）组网通讯；满足某些纺织厂原来已有设备控制系统多样化的网络控制升级改造。 （2）具有各班班产统计及显示、速度显示、效率显示等主要工艺参数的采集。 （3）各种报警统计，对故障进行分级（一般、严重、致命），且报警（故障）列表与视频监控（现场反馈）相 结合（支持故障现场实时视频数据显示）。 （4）各班产量及关键参数存入数据库并保存一年，并具有Chart 统计显示功能。 （5）支持自定义报表格式及定时、实时报表打印功能。 （6）扩充能力强，支持各个品牌的PLC入网。 （7）支持纺织工艺参数单个设定及批量修改。 （8）支持品质追溯功能，提高产品质量。

4  台达工业信息化网络能力        台达已推出全系列的EtherNet、DeviceNet、CanOpen等各种网络产品，可方便的搭建各种控制网络架构，满足不同应用场合需求，高性价比、高可靠性。以下简单介绍台达网络产品： 4.1 EtherNet以太网产品       DVPEN01-SL：TCP/IP主站模块；DVPENA01-MOD：TCP/IP转RS485模块； RTU-EN01：以太网远程模块。 4.2 DeviceNet总线产品       DVPDNET-SL：DeviceNet主站模块；DVPDT01-S：DeviceNET从站模块；DVPDNA02：DeviceNET转RS485模块；RTU-DNET：DeviceNET远程模块。 4.3 CanOpen总线产品        DVPCOPM-SL：CANopen主站模块；DVPCOA02：Can BUS转RS485模块；RTU-COPM：CANopen远程模块。 4.4 串行通讯产品       IFD-8500：带隔离的RS-232 to RS-485/RS-422通讯转换模块；IFD-8510：带隔离的RS-485/RS-422通讯中继器；IFD-8520：带隔离可设定站号RS-485；RTU-485：RS-485远程模块。

5 结束语        纺织车间的生产与管理智能化要求，为其网络化发展提供了平台。台达子公司中达电通作为“纺纱设备网络管理通讯接口和规范”行业标准起草工作组的成员单位，专门成立了纺织行业应用处，并利用台达自身全面、可靠的网络化产品，提供从设备驱动控制层到车间应用管理层网络化方案，全面支持EtherNet、DeviceNet、CanOpen等主流网络通讯协议，为纺织业升级提供强大助力。