PROFIBUS FCS 及工業(yè)Ethernet在料香配送系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　2.3 基于PROFIBUS的管控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)

　　一般來講，控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)可分為3層：信息層、控制層和設(shè)備層（傳感/執(zhí)行層），基于PROFIBUS的管控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)在信息層大都采用以太網(wǎng)，而在控制層和設(shè)備層一般采用不同的現(xiàn)場總線或其他專用網(wǎng)絡(luò)。目前，以太網(wǎng)已經(jīng)滲透到了控制層和設(shè)備層，幾乎所有的PLC和遠(yuǎn)程I/O供應(yīng)商都能提供支持TCP/IP的以太網(wǎng)接口的產(chǎn)品。

3 料香配送控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　根據(jù)系統(tǒng)的工藝布置及控制要求，配料系統(tǒng)有400個(gè)開關(guān)量輸入點(diǎn)，180個(gè)開關(guān)量輸出點(diǎn)，50多個(gè)模擬量輸入點(diǎn)。儲(chǔ)存系統(tǒng)有330個(gè)開關(guān)量輸入點(diǎn)，150個(gè)開關(guān)量輸出點(diǎn)，30多個(gè)模擬量輸入點(diǎn)?？紤]到控制系統(tǒng)復(fù)雜的控制過程，模擬量和開關(guān)量的I/O點(diǎn)數(shù)多，分布地點(diǎn)比較分散，處理的數(shù)據(jù)量大，同時(shí)為了系統(tǒng)能可靠的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控和聯(lián)網(wǎng)功能，基于現(xiàn)場總線技術(shù)的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖3。

　　整個(gè)系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)即信息管理層、工業(yè) Ethernet網(wǎng)絡(luò)層和PROFIBUS控制層。三級(jí)網(wǎng)絡(luò)分別負(fù)擔(dān)各自的信息傳遞任務(wù)。監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān)控客戶機(jī)和PLC接入Industrial Ethernet網(wǎng);監(jiān)控服務(wù)器同時(shí)要接入工業(yè)Ethernet網(wǎng)。監(jiān)控服務(wù)器需插Industrial Ethernet和Ethernet雙網(wǎng)卡，擔(dān)當(dāng)Industrial Ethernet和Ethernet之間的網(wǎng)關(guān)。

　　控制系統(tǒng)可以整線工作，又能局部段連接工作，也能各段相對獨(dú)立工作，非常靈活。根據(jù)系統(tǒng)的要求監(jiān)控站和服務(wù)器由工控機(jī)組成（如果監(jiān)控站環(huán)境較好，普通計(jì)算機(jī)就可以），操作系統(tǒng)分別為Windows2000 pro和Windows2000 Server。控制器采用幾套SIEMENS S7-400控制器和相應(yīng)通訊處理器CP。服務(wù)器作為數(shù)據(jù)采集及與控制器交換數(shù)據(jù)，也可以同時(shí)對三個(gè)系統(tǒng)實(shí)施控制，以增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性。服務(wù)器對現(xiàn)場檢測的所有物理參數(shù)（閥、電機(jī)、泵、溫度、壓力、液位、流量）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行適當(dāng)處理，以用于計(jì)量、計(jì)算、控制、報(bào)警;并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到各工作站，將各工作站的控制信號(hào)發(fā)送到控制器。

　　由于料香中有些屬于易爆型，采用PROFIBUS-PA總線技術(shù)，構(gòu)成本質(zhì)安全的結(jié)構(gòu)。DP和PA總線段的耦合采用PROFIBUS DP/PA Link - 即智能DP/PA總線鏈接耦合器，使得在PA總線段速度為45K的情況下 DP總線段的速度（實(shí)際運(yùn)行時(shí)為1.5M）不降速。

　　考慮到輸送料、香時(shí)要與距離100m外的制絲生產(chǎn)線的加料、香點(diǎn)控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，儲(chǔ)存系統(tǒng)需在本地總線網(wǎng)絡(luò)裝接中繼器，保證與制絲生產(chǎn)線的通信信號(hào)可靠。用PROFIBUS DP/DP總線耦合器實(shí)現(xiàn)本地DP總線與制絲線DP總線的通訊連接。

　　需要注意的是DP總線中繼器在網(wǎng)絡(luò)中呈透明態(tài)，不占用站點(diǎn)數(shù)，但DP/PA鏈接耦合器和DP/DP耦合器均以一個(gè)DP從站的形式存在。

4 料香配送系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)

　　控制系統(tǒng)的監(jiān)控軟件采用Intellution 公司的2.50版的iFIX工業(yè)組態(tài)軟件, 工作平臺(tái)為Windows 2000系列。iFIX 是一套實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，過程可視化及過程監(jiān)控功能的高性能的工業(yè)自動(dòng)化軟件解決方案。具有一下優(yōu)點(diǎn)：擁有完備的工業(yè)圖形庫;人機(jī)界面具有良好的開放性，支持以太網(wǎng)、PROFIBUS;支持TCP/IP、網(wǎng)絡(luò)DDE、ODBC、OPC、SQL、Internet等標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議;Client/Server結(jié)構(gòu)，完整的OPC的客戶服務(wù)器模式的支持; 內(nèi)置微軟的Visual Basic for Application 作為腳本程序，使用戶編程更加靈活，系統(tǒng)功能更為強(qiáng)大。IFIX數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)如圖4所示。