四.DeviceNet在电梯控制上的应用
采用DeviceNet控制电梯的优点很多。首先,网络接线简单,仅五根线,包括两根电源线,两根信号线和一根屏蔽线。而且电源分接头可加在网络的任何一点,可以实现多电源的冗余供电。网络可有T型、菊花链型等多种拓扑结构,网络上的设备可以直接由总线供电,并通过同一根电缆进行相互通信。主干电缆的最大距离为500米,分支电缆的最大长度为6米, 可以实现相距较远的设备互连。它可以将工业设备(比如:限位开关、变频驱动器、操作员接口等)连接到网络,节省大量的设备连线,减少敷线的开销,比传统的I/O布线经济,可大大降低硬接线成本。DeviceNet使设备之间以一根电缆互相连接和通讯,其直接互连性简化了设备间的通讯,并提供了非常重要的设备级诊断功能,可以通过主单元的指示灯和数码管对常见的设备故障给出提示,线路的故障和通信电源的故障,也可以由主单元自动的进行检测,并且会给出提示或报警,从而可以判断故障,进行及时处理。通过传统的I/O硬接线是难以实现这种功能的。在电梯运行的井道内,可以把各层的轿厢选层信号,厅外召唤信号、停层位置信号、消防按钮等信号,通过DeviceNet从单元的I/O口连接到PLC的主单元,这样,可以节省多条从楼层到PLC机房的硬接线;PLC和小区监控中心的通信,只需通过一根通讯电缆,采用总线方式来实现。接线的减少,大大降低的安装施工的难度和成本。
其次,它提供了多个复杂设备间的互连性及不同供货商的同类部件间的可互换性:来自不同的厂家设备,只要按照DeviceNet的标准,即可进行互换,使用户不必局限于同一个供货商的产品,给用户带来了更多的灵活性,同时减少了配线和安装自动化设备的成本和时间。一般系统用到的I/O单元有限,所以采用DeviceNet单元,有很大的扩展空间,新增加的单元只需和网络电缆连接,通过系统的重新上电即可加入网络,对程序稍做扩展就可实现控制。同时,DeviceNet支持设备的热插拔,可在线修改网络配置, DeviceNet作为开放的设备网络标准,将全面地提高效率,用户只需做一些选择设置即可实现控制。通信时它传输0~8个字节的短帧信息,提高了数据传输的抗干扰性能。
在小区监控系统中,电梯的监控部分信号量虽然很多,但是,由于电梯的各个控制信号有一定的规律性,不同楼层的信号之间有时间差,采用DeviceNet能够满足实时性要求。在必要时,可以根据电梯运行的要求,选择具有较高速度的PLC和DeviceNet单元,以满足控制需要。当然,采用DeviceNet也存在不足。 DeviceNet不是把检测信号直接送到PLC的I/O口,而是转换为串行总线信号来传输。这样就可能出现关键信号的丢失,由于电梯控制安全可靠性要求高,需要系统对各个信号实时反应,特别是系统的监测信号(即反馈信号)有更为严格的要求。PLC有一定的扫描循环周期,例如,对梯速为2m/s的电梯来说,如果循环周期为250ms,这样将有0.5m距离可能是失控的,即某层厅外召唤信号若要令电梯顺向停车,则这个召唤信号必须在预置减速距离前0.5m处发出并自保持。否则,会造成运行不可靠。
另外,限位信号,在电梯的运行中是至关重要的,如果丢失,导致电梯冲顶或撞地,这可能造成极具破坏性的严重后果。对这类关键信号,需要设置两个检测点,以产生冗余信号,确保检测信号的产生。在程序实现时,可利用“或”指令OR对两个检测点的检测信号进行或处理,只要一个有效,即可产生控制信号。对于模拟量可以做类似的处理,从而提高电梯运行的安全可靠性。对于更复杂的情况,在程序中还要做具体的考虑。
五.结论
在现场总线这个领域,OMRON和Rockwell等二百多家厂商支持的DeviceNet,已于2002年10月8日被国家标准化管理委员会批准为首个国家标准。虽然DeviceNet在小区监控方面的应用尚不成熟,但是这是一个有益的尝试。
通信技术的成本近几年已经明显降低,将简单设备直接连接到网络上的成本变得更经济。DeviceNet在允许多个复杂设备互连的同时,具有同类设备的兼容性。除了读取设备的开关状态外,DeviceNet还可以读取或者输出模拟信息,它的广泛应用可以大大降低系统的复杂性和成本。随着DeviceNet技术的日益成熟和推广,有可能完全采用DeviceNet来实现小区监控(即上述方案2)。鉴于DeviceNet的特点,它的应用会更加普遍,将具有广阔的应用前景。