ControlNet网络故障检测程序开发及应用

企业技术开发２０１２年１１月摘

要：文章通过研究ControlNet 网络传输信号的特点，根据发生故障时，接收方信号保持不变的特征，开发一段故障检

测程序，用于判断ControlNet 网络运行是否正常，并在发生故障时能及时报警提示、自动停机，确保加香加料精度在工艺

标准允许的范围内，把故障影响程度降到最低，避免发生质量事故。关键词：ControlNet ；PLC ；网络故障中图分类号：TQ172文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）31-0006-02

The development and application of ControlNet network fault detection program

ＷＡＮＧＪｉａｎ－ｓｈｅｎｇ，ＨＵＡＮＧＦｕ－ｊｉａｎ，ＷＵＹｏｎｇ

（ＣｈｉｎａＴｏｂａｃｃｏＧｕａｎｇｘｉＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣＯ．，Ｌｔｄ．，ＬｉｕｚｈｏｕＣｉｇａｒｅｔｔｅＦａｃｔｏｒｙ，Ｌｉｕｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｘｉ５４５００６，Ｃｈｉｎａ

）Abstract:ＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔｎｅｔｗｏｒｋｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｉｇｎａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｖｅｌｏｐｓｏｎｅｆａｕｌｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍａｃ－ｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｔｈａｔｔｈｅｓｉｇｎａｌｒｅｍａｉｎｓｔｈｅｓａｍｅｄｕｒｉｎｇｆａｉｌｕｒｅ，ｕｓｅｄｔｏｊｕｄｇｅｔｈｅＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔＮｅｔｗｏｒｋｒｕｎｎｉｎｇｗｈｅｔｈｅｒｎｏｒｍａｌｌｏｒｆａｕｌｔ，ａｆａｕｌｔｏｃｃｕｒｓｃａｎｂｅｔｉｍｅｌｙａｌａｒｍ，ａｕｔｏｍａｔｉｃｓｔｏｐ，ｅｎｓｕｒｅａｃｃｕｒａｃｙｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｌａｖｏｒｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄｓａｌｌｏｗｅｄｒａｎｇｅ，ｔｈｅｆａｕｌｔｉｎ－ｆｌｕｅｎｃｅｄｅｇｒｅｅｄｒｏｐｔｏａｍｉｎｉｍｕｍ，ａｖｏｉｄｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｑｕａｌｉｔｙａｃｃｉｄｅｎｔｓ．Keywords ：ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ；ＰＬＣ；ｎｅｔｗｏｒｋｆａｕｌｔ

ControlNet 网络故障检测程序开发及应用

王建生，黄富建，巫勇

（广西中烟工业有限责任公司柳州卷烟厂，广西柳州545006）

收稿日期：2012-09-22

作者简介：王建生（１９７１—），男，广西柳州人，大学本科，工程师，主要

从事制丝设备电气维修、设备管理、设备技改相关工作。

企业技术开发TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE

第３１卷第３１期Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．３１

２０１２年１１月

Ｎｏｖ．２０１２

制丝线各控制段采用A-B 公司ControlLogix5555处理器为主控制器，各控制段PLC 与香料厨房PLC 的信息交换，各控制段PLC 间的运行连锁关系全部是通过ControlNet 进行传输，生产过程中一旦出现ControlNet 网络故障（如某一电柜意外停电造成网络不通），PLC 间的连锁信号将失去有效控制，接收方收到的信号会保持网络故障前一时刻的状态，造成香料厨房PLC 按固定流量继续施加料液（因接收到电子秤流量信号保持不变），因系统本身无网络状态检测、

无故障报警、无自动停机功能，若操作人员发现不及时或者采取措施不果断、有效，很容易导致加香、加料精度超标，甚至出现整批烟质量事故的严重后果。为此，有必要编制一段故障检测程序来表征ControlNet 网络运行状态，时刻侦测网络运行状态，一旦发生故障时，能准确判断、及时停机，保证加香加料精度在工艺标准允许的范围内，把故障影响程度降到最低，避免发生质量事故。

1

ControlNet 网络概述

1.1

ControlNet 网络的通信模式

ControlNet 是一种高速确定性网络，

用于对时间有苛刻要求的应用场合的信息传输，网络总线速率为5Mbps ，同一链路上允许有多个控制器同时存在，网络上节点居于对等地位，可以从任意节点实现网络存取。采用生产

者/消费者通信模式，允许网络上的所有节点同时从同一个数据源存取相同的数据，数据一旦产生，便与客户的数量无关，从而使网络通信效率更高。生产者/消费者模式还采用广播式信息发送方式，各个节点客户可以在同一时间接收到生产者所发送的数据，节点之间接收信息精确同步。总线拓扑结构可以是星型、树型、总线型或是它们之间的任意组合，使用中继器可延长网络的传输距离，中继器数量只受到系统延迟时间的限制，整个网络支持冗余结构。1.2

制丝线网络结构

系统中PLC 采用美国A-B 公司的ControlLogix 系列产品，主要配置有：1756-L55M24、1756-PA75、1756-A13、1756-CNBR 、1756-DNB 、1756-IB32、1756-OB32等。

为了保证系统的可靠性，ControlNet 网络采用了双冗余模式，网络总长度超过1000m ，采用了中继器进行扩展。上位监控机一方面通过1784-PCIC 卡直接与底层PLC 通讯，另一方面通过以太网卡与管理系统进行数据交换。制丝线网络结构图，如图1所示。1.3

故障检测原理

为保证传输时间准确，采用生产者/消费者模式进行信号传输，根据ControlNet 网发生故障时，接收端收到信号保持不变的特性（保持网络中断前接收的信号），我们在发送端定时发送变化有规律且一个周期内不会有重复的特定信号，在接收端对本次收到的信号和上次收到的信号进行比较，若两者不一致，则网络正常；反之，网络故障。网络故障检测原理图，如图2所示。

第３１卷第３１期表1Produced/Consumed 变量

Produced Consumed

PLC 名称Tag Name Type Tag Name Type

叶片PLC BAOYING DINT[10]BY_YT601DINT[5]

混丝PLC BAOYING DINT[10]BAOYING_YT604DINT[5]梗丝PLC TO_BAOYING DINT[10]BAOYING_YT603DINT[5]烘梗丝PLC TO_YT619DINT[10]FR_YT619DINT[5]

香料厨房PLC YT601DINT[5]ypfromkc DINT[10]

香料厨房PLC YT604DINT[5]hsfromkc DINT[10]香料厨房PLC YT603DINT[5]gsfromkc DINT[10]香料厨房PLC TO_YT603_1DINT[5]FR_YT603_1DINT[10]表2模拟网络故障类型测试表

序号网络故障模式接收方接收到数据输出错误信号画面报警

1

拔出网卡保持不变是报警2拆下网线保持不变是报警3

拔除T 头保持不变是报警4

电柜断电保持不变是报警5

网卡故障保持不变是报警6PLC 故障保持不变是报警7中继器故障保持不变是报警8终端电阻失效保持不变是报警王建生，等：ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ网络故障检测程序开发及应用2

系统软件设计

2.1

软件平台

本文使用的软件主要包括:①上位监控组态软件GE

公司的iFix ，用于人机界面设计、信息层及底层设备间的数据交互；②通信组态软件A-B 公司的RSLinx ，用于配置通信适配器；③逻辑编程软件RSLogix5000，用于对PLC 进行编程；④网络组态软件RSNetWorx for ControlNet ，

用于对ControlNet 网络进行组态配置。2.2

实施步骤

①在相关PLC 上添加远程通讯模块，

定义Produced/Con-sumed 变量，并重新组态ControlNet 网络，Produced/Consu-med 变量，见表1。②在叶片PLC 、

混丝PLC 、梗丝PLC 、烘梗丝PLC 和香料厨房PLC 上编程生成一组特定的信号作为发送信号，也就是生产者，要求变化有规律，在一个周期内无重复，系统时钟秒值就满足要求，如图3所示。

图3

编程发送信号

③接收端编程接收到的特定信号，经加工、处理产生表征网络故障的信号，如图4所示。

图4

生成故障信号

④利用产生的故障信号作监控画面提示报警和控制连锁，实现自动停机功能。

3效果验证

①模拟各种原因导致网络故障时，本监测程序能够检测出错误，并实现画面报警功能。模拟网络故障类型测试表，见表2。

②挂码测试模拟网络故障，故障报警、自动停机后，记录数据。模拟故障停机测试数据表，见表3，从表3可知

加香加料精度小于1%，

满足工艺标准要求。4结语

ControlNet 网络故障检测程序能判断识别出当前网

络状态是否正常，当网络出现异常情况能图1

制丝线网络结构图

图2

网络故障检测原理图

（下转第10页）

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