廈門卷煙廠由國家煙草局的批準建立一條CO2膨脹煙絲生產線，來滿足市場的需求。經過協商，廈門卷煙廠CO2膨脹煙絲自動係統採用ControlNet網絡作為主控制網絡，並且網絡的結構是冗餘雙網，運行可靠，實時性強，易於擴展；係統設計合理。功能完善、便於操作。該係統是卷煙業ControlNet冗餘網的成功運用之一，達到了國內外卷煙控制係統的先進水平。該網絡已經成功運行了二年多，性能穩定，已經取得了良好的社會和經濟效益。現將該係統採用的AB控制網介紹如下：
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2 AB控制網的概述
AB控制網採用一種新的通信模式，即生產者/客戶(Producer/Consumer)模式，這種模式允許網絡上的所有節點，同時從單個數據源存取相同數據，它用於對時間有苛刻要求的應用場合的信息傳輸，是高速確定性的網絡。它允許傳送無時間苛刻要求的報文數據，但不會對有時間苛刻要求的傳送造成衝擊，它作為控制器和I/O設備之間的一條高速通信鏈路，綜合了現有各種網絡的能力。該網絡具有如下優點[1]：
網絡所有節點同步、信息吞吐量大、速度快、效率快，從而能實現的同步控制以及實時性高的網絡控制。
在同一鏈路上，採用多控制器控制相互獨立的I/O。
節點可分成不同的優先級，以滿足不同的實時要求。
每幀信息都有CRC校驗和其他校驗措施，數據傳輸誤碼率低。
有嚴重故障的節點可自動從網絡上切除，保證網絡的正常運行。
它作為控制器I/O設備之間的一條高速通信鏈路，綜合了現有的I/O和DH+鏈路的能力。完全可以滿足卷煙企業的生產要求。
3 CO2膨脹煙絲生產線的網絡結構與特點
廈門卷煙廠採用集散型測控管理係統，設一個中心控制室主站和四個分現場(見圖1)。各PLC站之間通過ControlNet網絡通訊，中控室四臺PC機和服務器通過以太網通訊。現場測控由PLC完成，數據監控及分析由工作站計算機承擔。各分站獨立運行。通過網絡分享信息資源；中控室可監控各分站的運行，實行優化調度。主控制網ControlNet冗餘網下挂4臺型號為1756-L55M13的PLC，分別控制冷端、熱端、進料端和出料端四個分站。根據各分站的不同情況，各PLC還通過DeviceNet[2]挂接若幹個FLEX I/O和變頻器等；冷端和熱端的PLC還通過DH+網帶了數量的型號1747-K524的SLC，用於監控燃燒爐、壓縮機等比較獨立和分散的設備。這三層網絡結構是卷煙行業比較常用的網絡結構，第一層信息層採用以太網，用於全廠的數據採集、歷史數據查詢和程序的維護；第二層自動化控制層採用ControlNet網絡，用於實時I/O控制、報文傳送。第三層設備層，用於底層設備的低成本、率信息集成。
圖1 廈門CO2膨脹煙絲生產線網絡結構圖
ControlNet網絡具有吞吐量高、資源共享、傳輸介質為同軸電纜或光纖、支持冗餘介質、體係結構靈活等特點。當通信速度為5Mb/s時，網絡刷新時間小可達到2ms，可尋址節點數為99個，同軸電纜傳輸距離達3km(光纖介質使用中繼器時可達到30km)。這種通訊速度和距離在卷煙行業的應用是綽綽有餘的，可根據距離或廠房的實際情況選用同軸電纜或光纖。
ControlNet網絡是一個高速確定性冗餘網絡，當一條網線中斷時，另一條網線會立刻工作，對通訊和控制沒有任何影響，保證生產。
ControlNet網絡組態和編程簡單，通過ControlLogix Gateway，它能實現與Ethernet （以太網）、DeviceNet（設備網）、RIO（遠程IO）、DH（數據高速公路）網絡之間的數據交換。這種靈活的連接方式使擴容升級很容易，如煙廠需要再增加其它設備，只需再添加PLC，對原有係統不須更改。又如挂接到DeviceNet上的控制馬達的變頻器或軟啟動器，可直接通過觸摸屏或由PLC向設備發送命令、控制設備的運行，又可以從設備讀取數據、監視設備的狀態、操作方便。
ControlNet網絡支持主從通信、多主通信、對等通信及這些通信的任意通信的混合形式。對輸入數據和對等通信數據實行多信道廣播，通信形式可以組態選擇，應用靈活，並可以改進網絡的性能。在傳送對時間有苛刻要求的控制信息的同時，對其他無時間苛求的信息也能傳送。在每個網絡刷新周期內，對時間有苛求的信息是要傳輸的。這就保證了控制的實時性和可靠性，在AB公司的一些應用軟件上(如：Panelbuilder32)編輯Tag時，有scheduled和unscheduled兩個選項，可以對信息的傳送方式進行選擇。
4 通信模式
ControlNet網絡是基於開放網絡技術的一種新的“生產者/客戶”通信模式。它允許網絡上的所有節點，同時從單個的數據源存取相同的數據。基於這種生產者/客戶模式網絡的優點： 提率。數據源一旦發送數據，多個節點能夠同時接收數據，報文通過目錄來識別的。 的同步化。更多的設備能夠加到網絡上，但不需要增加網絡的通信量，並且所有節點的數據同時到達。
（1）傳統的源/目的網絡模式特點
需要多個數據包傳送相同的信息到多臺設備；
數據到達不同的目的地的時間不同；
產生附加的網絡通信量，影響網絡性能；
報文發送和對時間有苛求的I/O數據，需要使用不同的網絡。
（2）生產者/客戶網絡模式特點
多個節點能夠從單個生產者(數據源)接收數據；
節點能夠同步化(多信道廣播)；
優化的帶寬潛力能用於增強係統功能；
使用同一網絡進行編程和I/O信息傳送。
5 廈門卷煙廠膨脹煙絲生產線AB控制網的應用情況及其維護
廈門卷煙廠的控制網絡從運行到現在比較穩定。曾經出現過一次單網斷開的故障，由於有冗餘雙網，對生產沒有造成影響。這次故障是由於誤操作把其中一個節點斷開所致。經過檢修，很快恢復正常。
廈門卷煙廠膨脹煙絲生產線的ControlNet網絡為總線型，網絡兩端各有一個中端電阻，傳輸介質為同軸電纜，電纜有五層屏蔽。採用同軸電纜使維護比較簡單。ControlNet採用的組態軟件是RSNETWORX，它能提供一個圖形化的網絡視圖(見圖2)，具有在線和離線組態網絡的能力。這個軟件是配置控制網和維護控制網的軟件。
圖2 廈門卷煙廠CO2膨脹煙絲生產線ControlNet網絡組態
當網絡出現故障時，首先觀察PLC部分1756-CNB網卡通訊燈，如發現A網和B網的通訊燈紅綠交替閃爍，則說明通訊異常，如果只有其中的B網故障，可直接將其斷開，這不影響網絡通訊和正常生產。將故障網斷開逐段檢查，直到查出斷點，如果硬件檢查不出問題，可啟動RSNETWORX，檢查網絡配置是否正確，如不正確，可用原有備份的網絡配置程序重新下載到PLC中，必要時可先進行修改再下載。
6 總結
總體上，ControlNet網絡是一種先進的網絡控制係統平臺，是規模龐大、擴容簡單、穩定、技術先進的PLC冗餘控制網，能保證煙廠的連續生產和生產，完全可以滿足卷煙行業的需要。
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豫公安備 41010502000017號