無紡布又稱之為不織布，是新一代環(huán)保材料，具有強力好、透氣防水、環(huán)保、柔韌、無毒無味、廉價等優(yōu)點。適用于農用薄膜、鞋材、制革、床墊、子母被、裝飾、化工、印刷、汽車、建材、家具等行業(yè)，包括服裝襯布、醫(yī)療手術衣、口罩、帽、床單、禮品袋等等，受到廣泛民用品制造廠家的青睞。而針刺設備是制造無紡布的主要設備之一。本文主要介紹臺達網(wǎng)絡產品整合應用于高速針刺機(無紡布)系統(tǒng)控制，本次共2條生產線成功應用，其中，一條生產線為5組針刺，另一條生產線4組針刺。以下以5組針刺為說明，4組針刺應用同一控制。

　　1 項目簡介

　　無紡布生產線設備主要有分為兩部分——前紡和針刺。前紡包括：送棉箱、松開機、氣壓棉箱、梳理機、鋪網(wǎng)機;針刺包括：針刺機組(根據(jù)用戶需求選擇機組)、燙平、儲布架、壓輥、收卷。其中根據(jù)針刺所對應的刺位可分為：倒刺、正刺、異位對刺。

　　針刺機傳統(tǒng)的控制一般是一組設備使用1臺PLC、1臺HMI、AMD進行控制(MODBUS通訊)。操作方便，但是布線及通訊復雜，抗干擾性能差，通訊距離短。此外，傳統(tǒng)控制，大量的通訊程序使小型的PLC的內存(16k steps)受到極大的考驗。因為設備要求通訊速率高、PLC程序內存大等問題，大部分設備廠商都選用S7-300、三菱Q系列等大中型PLC進行控制。整體生產線設備及生產工藝主要參數(shù)如圖1所示。

　　圖1 整體生產線設備及生產工藝主要參數(shù)

　　2 設備示意圖及控制工藝

　　設備示意圖如圖2所示，生產線控制模式主要有：手動控制、單機自動、整線控制。機械主要參數(shù)有：針刺修正系數(shù)、入料傳動系數(shù)、出料傳動系數(shù)、布針密度、速度修正系數(shù)。機械參數(shù)主要用于主要生產參數(shù)有：針刺密度、針刺頻率(針頻)、入料速度、出入料速度牽伸比、托網(wǎng)上下限、剝網(wǎng)上下限、原點設置。其中，機械參數(shù)主要做為實際運行速度校正調整。生產參數(shù)倒刺、正刺只有1組托網(wǎng)上下限、剝網(wǎng)上下限、原點設置，如圖3所示。異位對刺設置區(qū)有2組托網(wǎng)上下限、剝網(wǎng)上下限、原點設置，如圖4所示。

　　圖2 設備示意圖

　　在整線控制模式下，選擇單組旁通(穿越)功能，出入料正刺運行，針刺停止。所有速度取決于前紡速度(前級速度)，即改變前級速度所有速度都會自動更變，同時，速度的加減不影響針刺密度。

　　圖3 生產參數(shù)倒刺、正刺只有1組托網(wǎng)上下限、剝網(wǎng)上下限、原點設置

　　圖4 異位對刺設置區(qū)有2組托網(wǎng)上下限、剝網(wǎng)上下限、原點設置

　　生產所有工藝參數(shù)可通過HMI的16bit配方存儲，同時，可添加當前配方產品名稱備注，如圖5所示。

　　圖5 生產所有工藝參數(shù)可通過HMI的16bit配方存儲

　　3 系統(tǒng)網(wǎng)絡控制圖

　　系統(tǒng)網(wǎng)絡控制圖如如6所示。

　　圖6系統(tǒng)網(wǎng)絡控制圖

　　4 網(wǎng)絡控制組態(tài)

　　PLC及HMI參數(shù)設置

　　由于本次HMI(DOP-B10E615)應用跟PLC(DVP28SV00R)通訊走的是Ethernet，因此我們需設置HMI跟PLC所對應的IP地址(DVPEN01-SL默認網(wǎng)關為192.168.1.5)。通訊設置見圖7。

　　圖7 通訊設置

　　CANopen設置及程序應用

　　本次應用，所有變頻器都選用C2000進行控制。控制模式為CANopen總線控制。組態(tài)圖如圖8所示。

　　圖8組態(tài)圖

　　CANopen總線控制節(jié)點配置設置是CANopen協(xié)議必不可少的。以下配置僅以1號節(jié)點為說明，其他節(jié)點配置相同。

　　主站模式設置。首先選擇“網(wǎng)絡”后，再選擇“主站參數(shù)”。本例為CANopen為Master。如圖9所示.

　　圖9 主站配置

　　PDO配置設置。PDO分為Receive PDO和Transmit PDO，可根據(jù)實際工藝要求選擇相應的PDO。本次應用PDO設置分別為：

　　Receive PDO：Output frequency(輸出頻率)、Output current(輸出電流)、Output voltage(輸出電壓)、Error code(錯誤信息)。同時，選擇傳輸類別。如圖10所示。

　　圖10 Receive PD0配置設置

　　Transmit PDO：Operation command(操作命令)、Frequencycommand(頻率命令)，同時，選擇傳輸類別。如圖11所示。

　　圖11 Transmit PD0配置設置

　　讀取Master相關配置信息，即PDO所對應的D存儲單元地址。如圖12所示。

　　圖12 節(jié)點列表配置

　　5 網(wǎng)絡產品特點

　　Ethernet特點

　　高效系統(tǒng)響應時間，100BASE-TX (100Mbit/s，10Mbit/s)

　　增加擴充節(jié)點(依路由器設定)符合TCP/IP協(xié)定的手/自動資料連結設定(最大連接4埠)，支持由DHCP自動提供IP地址給電腦，共通通訊協(xié)定——Modbus TCP。

　　郵件功能延伸。SMTP提供四組e-mail帳號供設定。

　　自動校正PLC時間(SNTP)、密碼保護功能、簡易防火墻保護功能。

　　CANopen特點

　　臺達DVPCOPM-SL為SV系列左側擴展模塊，支持CANopen(標準DS301或DS4.02)協(xié)議。與SV連接使用CANopen總線應用時，DVPCOPM-SL(Master)負責PLC與總在線所有從站數(shù)據(jù)的交換。Master將PLC數(shù)據(jù)傳送到總在線的各各從站，實現(xiàn)主從站間的數(shù)據(jù)交換。主要功能特點如下：

　　靈活通訊地址設置。通過地址開關設定合法地址1-127。

　　可靠快速的通訊速率。根據(jù)實際應用情況選擇對應波特率：10kbps、20kbps、50kbps、150kbps、250kbps、500kbps、800kbps、1Mbps。本例使用1M通訊速率取代傳統(tǒng)的MODBUS(9600 E，7，1)。

　　支持PDO、SDO、EmergencyProtocol服務。RxPDO最大支持200個，數(shù)據(jù)(16Bit、INT、UINT、WORD)最大支持390個字節(jié);TxPDO最大支持200個，數(shù)據(jù)(16Bit、INT、UINT、WORD)最大支持390個字節(jié);每個從站最多可配置8個RxPDO和8個TxPDO。

　　支持事件觸發(fā)、時間觸發(fā)、同步周期、同步非周期傳輸。

　　傳統(tǒng)的MODBUS通訊程序復雜，通訊實效慢，同時，占用主機大量內存。DVPCOPM-SL方便快捷的映像數(shù)據(jù)區(qū)的應用，不但解決了繁瑣的讀寫程序內存，同時，大大減少了主機運行的掃描周期。

　　傳輸距離遠。最高可傳輸距離為5000M(10kbps)，本例使用25M(1M bps)。

　　優(yōu)越的抗干擾特性。

　　6 系統(tǒng)應用設置

　　系統(tǒng)應用配置如表1所示。

　　表1 系統(tǒng)應用配置

　　7 總結

　　實際使用證明，CANopen總線的應用以通訊速率快、通訊距離遠、程序簡便(大大減輕占用主機程序容量)、布線簡單、抗干擾能力強、易維護等優(yōu)勢，取代了MODBUS傳輸速率慢，通訊距離短、編寫程序復雜、控制程序容量大、易干擾、布線繁瑣等傳統(tǒng)控制模式。同時，相對主流ProfiBus、CC-Link、Modicon等控制總線來說，性價比獲得了用戶的良好評價及認可。

　　此外，常見的陶瓷窯爐生產線、污水處理、玻璃設備、塑料輪胎、印刷等行業(yè)應用技術，對數(shù)據(jù)高速采集、集成監(jiān)控、數(shù)據(jù)交換等類似控制，均可采用以上方案得于實現(xiàn)控制。