导语：本文将探讨某乳品企业如何通过精心规划和实施生产线改造，实现了巨大的经济效益。乳品加工是一项复杂的多区域、多工艺协调运作的控制过程，其最终产品与健康密切相关，因此对控制系统的精度、可靠性和实时性提出了高标准。本文详细介绍了该企业在生产线改造中成功应用A-B设备层、控制层和信息层网络，并大规模采用现场总线技术，取得显著成果。

2002年，一家东北地区的乳品厂进行了生产线扩建改造。在此之前，该厂使用PLC-5和SLC500系列产品并通过DH+连接。这次改造不仅需要提升原有控制系统，还必须在不停产的情况下完成功能和现场I/O设备的完整切换，以及适应变频器等新型设备的大量应用。为此，该工程选择了ControlLogix系统，利用其强大的网络功能，如EtherNet、ControlNet和DH+，实现无缝过渡并支持扩建。

竣工后的系统信息层采用快速以太网作为骨干，以确保信息发布与共享；控制层则依赖ControlNet，为网络提供稳定且高速的基础；设备层则选用RIO和DeviceNet，不仅节省投资及现场工作量，还能更全面地获取信息，实现更加灵活、高智能化的手段。

A-B现场总线技术概述

乳品加工是由多个关键环节构成的一体化生产流程，这包括奶源处理、新鲜奶液处理配方制备浓缩干燥包装以及蒸汽热风制冷清洗水处理等服务设施。由于最终产品直接关联于消费者的健康，对于这些环节所需自动化水平要求极高，即便是对于传统工业自动化来说也是一个挑战。

罗克韦尔自动化（Rockwell Automation）的开放式网络结构——NetLinx，将信息层、中间层及硬件接口结合起来，使得用户能够根据具体需求搭配一、二、三级网络，并且可以无缝地数据交换。在这种结构下，Logix平台提供不同格式下的兼容性解决方案，以满足各种复杂场景下的需求。

以太网（Ethernet）已成为工业通信领域中的主流，它不仅占据商用计算机通信市场也迅速渗透到工业环境中，而且预计未来会继续推动工业现场网络发展。EtherNet/IP是一个开放式工业协议，它结合IEEE 802.3物理介质与数据链路标准，为用户提供实时I/O消息通讯能力。此外，由于其虚拟连接特性，可以有效减少碰撞风险，从而提高整个通信效率。

DH+(Data Highway Plus)是一种早期广泛采用的局域网协议，它用于PLC、计算机及人机界面之间传输数据。虽然它具有成本低廉且最大传输距离可达3000米等优点，但当节点数超过20时可能会影响到实时性的要求较高场合，而这对于安全连锁控制至关重要，因此并不适合所有情况下的应用。

ControlNet是90年代开发的一个高速确定性网络，它集成了I/O互锁、编程以及其他功能，同时允许同时从单个来源读取相同数据，同时不会影响时间敏感数据传送，这使得它非常适用于对时间苛求严格的情境。此外，因为它允许客户端同时访问同一资源，而不会因为客户端数量增加而降低性能，所以在同步问题上表现出色，是一种高度可靠且同步性的解决方案。

DeviceNet是一个开放式底部设备连接标准，可以直接将车间级别的限位开关或光电传感器与变频器或电力监控模块相连，无需通过硬线连接到I/O模块。这极大地简化了设备间通讯并提供了一些诊断工具，有助于预测故障发生前进行维护。

工程实施过程

旧系统核心部分包含一个PLC-5/80处理器及其十余个Flex I/O节点。在切换过程中，我们首先安装1756-DHRIO模块，与PLC-5/80保持DH+类型通道1配置，并设置RIO类型通道2配置。此后，在每一次清洗期间逐步移动节点至新组态上，然后调整程序来屏蔽错误告警，将输出文件发送给新的IOProcessor执行，再反馈回老处理器重复这个操作直至所有节点都迁移到新的基于IOProcessor管理的人机界面上。而最后，在“Logic”上的ControlLogix测试完成后，就完全屏蔽掉老处理器并补充最新代码，最终完成升级换代。

在蒸发塔干燥塔项目中，我们使用带有DeviceNet适配器的Flex I/O来采集限位开关参数以及阀门电机变频器状态。此外，我们还使用1756-DNB作为扫描仪，每个1794-ADN占用1输入字；开关量模板(1794-IB16, 1794-OB16)各自占用1输入或输出字；模拟量模板(1794-IE8, 1794-OE4)每条通路占用1输入或输出双字，从而使得至少可以采集包括频率参数之内5路参数，其中四路可以根据需要进行显示选择切换。

Panelview取代大量按钮指示仪表，使整个系统既简洁又高效。一年的运行结果显示，由于变频等现代技术的大规模引入，全新的这一体系比起同类旧体系能省30%以上能源消耗。

经过两月后的玉米油项目顺利启动，该企业证明他们能够边做边扩展最大程度减少用户时间保证经济收益，这也体现出DeviceNetwork高度灵活可行性的优势。