基于工业以太网的圆网印刷壁纸生产线系统网络设计

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随着社会经济的发展,壁纸作为一种家饰装修产品,越来越多的被广大家庭所接受,中国壁纸行业发展的前景巨大。目前我国壁纸生产设备和国外的先进生产技术还存在一定的差距,自动化水平相对比较落后,而生产企业对壁纸生产设备的自动化集成要求也越来越高。特别是现在网络通信技术的快速发展,生产企业对设备的控制网络和企业信息网络之间的无缝连接也提出了要求。本文正是基于这种背景提出了基于工业以太网Ethernet/IP的圆网印刷壁纸生产线控制网络,它可以实现系统的控制网络和企业的信息网络之间无缝连接。文中对圆网印刷壁纸生产线的生产工艺流程进行了说明,介绍了生产线各个单元的组成和工作原理。通过对企业信息网络和控制网络之间、壁纸设备的伺服控制网络中、PLC与人机界面之间、PLC与单元控制器之间对组建统一的网络的需求进行分析,并对其可行性进行验证分析,因此提出了基于工业以太网Ethernet/IP的系统网络。系统中采用了Rockwell公司的CompactLogix伺服控制器,这种伺服控制器支持Ethernet/IP网络,在应用层采用统一的CIP协议,适用于工业控制系统,可以完成系统对同步控制的要求。介绍了以太网的发展和技术优势以及在工业控制领域中的巨大潜力。详细介绍了Ethernet/IP协议,它是由ControlNet国际组织(CI)、工业以太网协会(IEA)和开放式设备网络供应商ODVA等共同推出的工业网络标准,它在标准的TCP/IP协议之上附加了CIP协议,在应用层上进行了实时数据交换和运行实时应用,并采用生产者/消费者的通信模式,而且又相继推出了CIP的扩展协议CIP Safety、CIP Sync和CIP Motion,使得它的时钟同步精度达到±100纳秒,在安全性上完全符合在工业控制中应用,可以应用在伺服控制中。为了实现Ethernet/IP系统网络,文中设计了一种基于netX50的Ethernet/IP适配器,通过该适配器可以将系统中的一些非以太网数据转换为以太网数据发送到系统网络中,也可以将系统网络中的以太网数据转换为普通I/O数据,为数据转换提供了硬件支持。对印刷过程中出现的“错花”和“跑花”现象进行了分析,并提出了双光眼误差检测方法,通过波门的设置,在FPGA中对误差进行处理,提高误差检测精度。文中最后对系统的在远程接入的不足进行了说明并对系统在同步控制进行了展望。
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