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《AS-I现场总线在烟草机械自动控制系统中应用》.pdf

发布:2016-03-23约3.21千字共6页下载文档
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AS-l现场总线在烟草机械自动控制系统中应用 赵明 (秦皇岛烟草机械有限责任公司,秦皇岛海阳路266号,066001) 【摘要】本文从工业现场总线发展趋势的角度出发,阐述了AS-I现场总线系统的原理 及特性,并说明了这套总线系统在烟草机械的自动化控制系统中的应用. 【关键词】AsII现场总线 推扳式垂直分切机 一、概述 工业现场总线尾应用在生产现场、在控制设备之间实现双向串行多节点数字通信系 统,也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。其关键是把网络化、信息化 的概念彻底引入到控制领域,构建完整的控制网络和信息网络,实现控制灵活、分散控 制、信息共享、优化企业生产过程,实现企业的量化管理。本文所论述的As—I(As Interface)现场总线是专门为最低层的自动化系统开发的,是高层控制系统与简单的 数字化的执行器和传感器之间的通讯接口。 用户有高度的系统集成自主权,系统准确、 可靠、稳定、抗干扰能力强,通信速率快, 系统安全符合环境保护要求等特点。 二、AS—I现场总线的原理 1、总线构成 As—I现场总线是由网关、输入模块、输出模块和As—I扁平电缆组成。其中网关是 As—I传感器和执行器层和上层不同现场总线系统的连接点,可使ASinter.face和上层 INTERBUS、CANopen、CC—Link,其方式见下图: 2、网关数据 数据访问:网关数据的发送或接收来自于从站的4位数据。(传感器状态)。 参数访问:网关向从站发送或接收用于远程参数设置的必要的参数位。 地址访问:地址为0的从站被分配新的地址。从站响应一个确认信息。 数据保护:数据传输过程中的抗干扰性是评价总线性能的一个重要因素。在AS-I 中,数据报文用一位保护,增加效率并减少循环时间。能过一种特别的编码方式(APM, 交流脉冲调制)和通过持续监视信号质量,使As—I获得加重平衡距离为4(HD=4),这个 错误检测因子,HD=4,在现场总线中是常用的。 数据编码:用于总线系统的标准曼彻斯特编码在As—I中是通过交流脉冲调制(APM) 实现的。见下图: 信息位 Manchester.编码 电流信号 电压信号 As—I数据报文的传递下降的曼彻斯特斜波=负的APM脉冲,上升的曼彻斯特斜波= 正的APM脉冲。 AS-I通讯优点在于Sin2信号(优于方波)有相对窄的频率范围。这不仅减少了对周 围设备的干扰散发,也有效地过滤外部干扰。正因如此,As—I不需屏蔽电缆。 3、传送速率和周期时间 AS—I系统有一个相对低的传送速率167KBd。这个低速率可以防止导线干扰及复杂 导线配置或终端装置所带来的故障。由于AS-I总线长度被限制在IOOM,所以As—I系统 不需要终端电阻,这样相对来说,简化了安装程度,虽然AS—I网络电缆是非屏蔽的, 但是它有很好的抗干扰功能。当整个系统满负载时,周期时问为5ms,这使得它成为当 市场上最快的总线系统。 4、自由的网络拓扑结构 AS—I系统可以是星型、线型、树形、-总线型等形式,见下图: 星形 线形 总线形 树形 三、AS—I总线出色的特性: . 1.电源和信号在2根导线上传输,减少了接点数目。 2.用电缆穿刺技术减少了电缆连接,电缆的高绝缘性能减少了额外保护并减少了安 装时问。 3.省略了I/O模块,并使数据能通过总线系统传送到PLC,在小的系统中,因为As—I 网关集成了PLC功能,所以可以省略PLC 4.省略了电缆管和减小电控柜尺寸。 5.不改换机架就能扩充I/o数,可在任何时间、任何地方将网络扩展。 四、As—I现场总线系统在烟草机械自动化控制系统中的应用 As—I现场总线系统适用于传感器和执行器较为集中的机械设备,特别在单机上使用 AS—I系统,可以使系统模块化,例如在烟草机械行业中的推板式垂直分切机。推板式垂 直分切机是片烟回潮线上的主机设备,它的作用就是将脱箱后的烟块垂直分切成厚度相 等的几块,以利于叶片的松散和回潮。 切片机电气控制系统SIEMENSS7—300PLC及主要控制元器件安装在两门
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