【正文】 fault on TCP/IP port 0xAF12, and establishing a session ID via the encapsulation protocol, messages can be exchanged. They are defined in the object oriented Control and Information Protocol (CIP), part of the ControlNet s。理想的輸入輸出控制器(IOC)能讀取標(biāo)簽并且能接受隨時(shí)變動(dòng)的異步通知或周期性更新，沒有不確定性。這樣保證了梯形邏輯圖的可讀性，傳輸數(shù)組元素時(shí)，標(biāo)簽名字盡量使用可理解的而非無意義的名稱。對(duì)比其它協(xié)議，沒有必要定義標(biāo)簽名為“生產(chǎn)者”或“消費(fèi)者” ，亦不要求為 ControlNet 傳輸預(yù)定一個(gè)網(wǎng)絡(luò)帶寬值。在增加到 50%以后同時(shí)連接 CPU 和 PLC 到網(wǎng)絡(luò)交換器，單個(gè)標(biāo)簽的平均時(shí)間減少到了 7ms。因?yàn)橐蕴W(wǎng)的不確定性，由于網(wǎng)絡(luò)擁擠這些傳輸?shù)谋壤龝?huì)隨時(shí)間而變化，造成的傳送時(shí)間如下面直方圖。若是傳輸標(biāo)量 REAL、BOOL 或 DINT，以及一組 15 個(gè) REAL 或352 個(gè) BOOL 值，速度是平均 11 毫秒傳輸一個(gè)單個(gè)的標(biāo)簽。另外，一條簡(jiǎn)單的命令行編程是可以在 Unix 和 Win32 上使用的，它允許作為一種對(duì) PLC 標(biāo)簽讀寫的調(diào)試工具。同樣地當(dāng)在 BOOL 數(shù)組中，結(jié)果會(huì)是標(biāo)記第 5 個(gè) DINT，160191 位。驅(qū)動(dòng)為各掃瞄列表保留統(tǒng)計(jì)信息(錯(cuò)誤計(jì)數(shù)，最新/最小/最大傳送時(shí)間)。數(shù)組傳輸同樣是受到上述 PLC 緩沖極限和大小限制的。當(dāng)發(fā)生通信錯(cuò)誤或超時(shí)，驅(qū)動(dòng)將默認(rèn)斷開 PLC 連接并嘗試再連接。EPICS 設(shè)備的輸入和輸出驅(qū)動(dòng)支持：模擬量、二進(jìn)制數(shù)和多位記錄類型。以太網(wǎng)的延遲將導(dǎo)致 PLC斷開連接。CIP_Read_Data 請(qǐng)求能夠按照 SendUnitData 封裝命令的連接消息立即發(fā)送， 同時(shí)在信息前加上一個(gè)順序編號(hào)，發(fā)送 CM_Unconnected_Send 消息則并不需要嵌入這些。這則消息是讀取一個(gè)標(biāo)簽‘TEST’：Service：CIP_Read_Data(0x4C)Path：‘TEST’(ANSI extended symbol segment)Elements：UINT1當(dāng)從 PLC 的回復(fù)顯示端口連接成功則連接管理器開始傳輸：Service：CIP_Read_DataReply(0xCC)Response：CA 00 00 80 38 3B=REAL CIP_Write_Data 服務(wù)(0x53) 允許在 PLC 上通過相似嵌入修改標(biāo)簽。只要遵循 EtherNet/IP 協(xié)議，我們就可以使用SendRRData 等封裝命令，發(fā)送 CIP 消息即可：Service：Get_Attribute_Single(0x0E)Path：Identity Object(class 0x01，instance 1)，Product Name()作為回復(fù)，接口送回如下信息：Service：Get_Attribute_SingleReply(0x8E)Response：length=12， “1756ENET/A”CIP 對(duì)象模型同樣包括“模擬輸入點(diǎn)”(0x0A)和“離散輸入組”(0x1D)對(duì)象，但是到目前為止，我們一切試圖使用它們來訪問 ControlLogix 模擬或數(shù)字輸入模塊的行為都失敗了。他們定義了目標(biāo)對(duì)象控制和信息協(xié)議(CIP)，此協(xié)議被列為 ControlNet 協(xié)議的一部分。在現(xiàn)有的綜合布線、網(wǎng)絡(luò)硬件、配置和維護(hù)等技術(shù)知識(shí)的支持下，該產(chǎn)品完全可以使用。現(xiàn)在來分析一下這個(gè)接口的特點(diǎn)和使用場(chǎng)合。 Large Experimental Physics Control Systems, San Jose, California, 2022．[11] J． Y． Tang． SNS VACUUM INSTRUMENTATION AND CONTROL SYSTEM,In: 8th International Conference on Accelerator amp。在今后的學(xué)習(xí)工作中，我將銘記恩師對(duì)我的教誨和鼓勵(lì)，盡自己最大的努力取得更好的成績(jī)。更靈活的控制方式，更方便的操作方式也在下位機(jī) PLC 控制中突顯了其高效、高質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。ControlNet 作為現(xiàn)場(chǎng)總線中的優(yōu)秀代表，也會(huì)在不斷的發(fā)展過程中占領(lǐng)市場(chǎng)份額，以它高效的傳輸速率、安全的性能等諸多方面的出色表現(xiàn)，定會(huì)捍衛(wèi)自己主流的地位。為此，本課題中，PID 運(yùn)算全部采用了周期性的運(yùn)算，而非在主程序中實(shí)時(shí)調(diào)用，而是處于周期性運(yùn)算當(dāng)中，在運(yùn)算完畢后，將運(yùn)算值暫時(shí)存儲(chǔ)于一個(gè)變量標(biāo)簽中。 雙機(jī)熱備冗余結(jié)構(gòu)為了解決在實(shí)際科研過程中會(huì)遇到的數(shù)據(jù)安全威脅，或者是因?yàn)樵O(shè)備的老化而停止運(yùn)轉(zhuǎn)給系統(tǒng)帶來的巨大損失。第 5 章 課題特點(diǎn) ControlNet 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)總線控制領(lǐng)域，ControlNet 憑借更強(qiáng)的遠(yuǎn)程控制能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程集中處理的便捷；憑借 5Mb/s 的速率保證了實(shí)時(shí)傳輸；而且在安全性和穩(wěn)定性上，自身獨(dú)有的解決方法保證了在使用過程中數(shù)據(jù)的完備和安全。其中，V101 的處理方法與開關(guān)閥相同，原因是便于在以后控制進(jìn)油的速度，為以后的使用提供了保障。圖 411 PID 運(yùn)算流程圖 程序簡(jiǎn)介環(huán)道控制系統(tǒng)下位軟件方案二目的在于單獨(dú)控制每一個(gè)閥門，實(shí)現(xiàn)靈活控制。圖 47 報(bào)警、顯示子程序流程圖5．開關(guān)閥控制子程序流程如圖 48 所示。圖 43 程序總流程圖各個(gè)程序的流程圖如下：1．主程序流程如圖 44 所示。圖 41 RSLogix5000 歡迎界面軟件界面如圖 42 所示。ControlLogix 控制器是 Logix5000 系列控制器的一種。高度集成的 RSLogix5000 編程軟件基于 IEC11313 標(biāo)準(zhǔn)，Logix5550 控制器的指令集保持了已有的 AllenBradley 產(chǎn)品共同的看則有悟的特點(diǎn)，這使我們能充分利用已有的編程技能。 RSLogix5000 軟件簡(jiǎn)介 軟件概況與第一代可編程控制軟件相比，RSLogix5000 功能更加強(qiáng)大，更加方便實(shí)用。其中網(wǎng)絡(luò)控制管理通過 ROCKWELL ControlNet 網(wǎng)絡(luò)專用的 RSLinx 作為網(wǎng)絡(luò)配置軟件，RSNetWorx 作為網(wǎng)絡(luò)的管理軟件。 冗余的實(shí)現(xiàn)冗余電源的實(shí)現(xiàn)如圖 33 所示。 模擬輸出模塊模擬輸入模塊采用 ROCKWELL 的 1756OF8（模塊輸入電壓0～、0～、～，輸入電源 4～20mA） ，共 1 塊，插在 1 站的A17 框架的第 11 槽中。其功率如圖 32 所示。該模塊支持最多每個(gè)框架內(nèi)有五個(gè) 1756CNB 模塊。為實(shí)現(xiàn)控制器冗余，要滿足到如下要求：1．冗余控制器系統(tǒng)需要一個(gè) Logix5555 控制器；2．由于在副控制器內(nèi)數(shù)據(jù)需要緩存，所以控制器內(nèi)需要兩倍的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；3．冗余控制器必須在 ControlNet 網(wǎng)絡(luò)上。 功能模塊程序選擇的模塊如表 31 所示?？傮w設(shè)計(jì)方案見如圖 31 所示。 小結(jié)本章對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)，尤其是 ControlNet 總線技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用范圍進(jìn)行了深入分析，著重闡述了它的通訊模式、仲裁方式以及其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，并與其它常見總線技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比。綜上所述，ControlNet 控制網(wǎng)是一種高速確定性網(wǎng)絡(luò)，用于對(duì)時(shí)間有較高要求的應(yīng)用場(chǎng)合的信息傳輸，它為對(duì)等通信提供實(shí)時(shí)控制和報(bào)文傳送服務(wù)。組態(tài)軟件是現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)普遍應(yīng)用的人機(jī)接口（HMI）監(jiān)控軟件，是控制網(wǎng)絡(luò)底層總線與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的軟件接口和控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)集成的橋梁。對(duì)于有多個(gè)基于 PC 的控制器之間不同 PLC 之間 PLC 與 DCS 之間存在通訊要求的場(chǎng)合，ControlNet 也非常適用。ControlNet 是高度確定性、可重復(fù)的網(wǎng)絡(luò)。NUT（網(wǎng)絡(luò)刷新時(shí)間）是由用戶自己選擇的，它將不停地掃描網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)節(jié)點(diǎn)上設(shè)備類型的不同，按照 ControlNet 的時(shí)間片算法在 NUT 內(nèi)為它們分配時(shí)間段。表 22 網(wǎng)絡(luò)刷新時(shí)間網(wǎng)絡(luò)刷新時(shí)間（NUT） 功能預(yù)定信息傳送時(shí)間 傳送預(yù)定節(jié)點(diǎn)（在一個(gè)循環(huán)的左右順序次序的基礎(chǔ)上）的有時(shí)間苛求的信息。因此，它在保證對(duì)時(shí)間有苛求的控制信息傳輸?shù)耐瑫r(shí)，也能在同一物理介質(zhì)鏈路上傳送其它無時(shí)間苛求的信息。因?yàn)樗泄?jié)點(diǎn)的隱性令牌寄存器在任意時(shí)刻的值相同，這就避免了沖突的發(fā)生。網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)唯一的 MAC地址（從 1 到 99） ，像普通令牌傳遞總線一樣，持有令牌的節(jié)點(diǎn)可以發(fā)送數(shù)據(jù)。表 21 給出了ControlNet 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和其他總線技術(shù)的主要性能比較。此時(shí)采用該模式既可以支持系統(tǒng)的主從、多主或?qū)Φ韧ㄐ沤Y(jié)構(gòu)，也可以支持其任意組合的混合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，還可在同一鏈路上傳送任意信息類型相混合的數(shù)據(jù)。此模式允許在同一鏈路上有多個(gè)主控制器共存，對(duì)輸入數(shù)據(jù)和對(duì)等通信數(shù)據(jù)采用多信道廣播方式，將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的針對(duì)不同站點(diǎn)多次發(fā)送改為一次多點(diǎn)共享，以使鏈路上所有控制器之間實(shí)現(xiàn)預(yù)定的對(duì)等通信互鎖，共享輸入數(shù)據(jù)，從而大大減少了網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的次數(shù)和網(wǎng)絡(luò)上的交通量，提高了網(wǎng)絡(luò)效率和網(wǎng)絡(luò)性能；同時(shí)允許網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)從單個(gè)數(shù)據(jù)源存取相同的數(shù)據(jù)，報(bào)文通過標(biāo)識(shí)符來識(shí)別，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)要接收一個(gè)數(shù)據(jù)，僅僅需識(shí)別與此信息相連的特定的標(biāo)識(shí)符，每個(gè)數(shù)據(jù)包不再需要源地址和目標(biāo)地址位。ControlNet 應(yīng)用于過程控制、自動(dòng)化制造等領(lǐng)域。ControlNet 層常傳輸大量的 I/O 和對(duì)等通訊信息，具有確定性、可重復(fù)性以及緊密聯(lián)系控制器和 I/O 設(shè)備的特點(diǎn)。通訊驅(qū)動(dòng)程序使得控制器可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。它最重要的功能就是傳輸從一個(gè)NODE（站點(diǎn)）到另一個(gè) NODE（站點(diǎn)）的實(shí)時(shí)控制信息。它允許傳送無時(shí)間苛求的報(bào)文數(shù)據(jù)，但不會(huì)對(duì)有時(shí)間要求數(shù)據(jù)傳送造成沖擊。在信息層和設(shè)備層常常需要傳遞大量的 I/O 和對(duì)等通訊信息，需要具有確定性和可重復(fù)性的，緊密聯(lián)系控制器和 I/O 設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)。1994 年，現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì) FF（FILED BUS FOUNDATION）集中了世界著名儀表、DCS 和自動(dòng)化設(shè)備制造商、科研機(jī)構(gòu)和用戶，成為唯一世界公認(rèn)不隸屬于某個(gè)企業(yè)的國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織，推動(dòng)了現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的制定和產(chǎn)品開發(fā)，其制定的現(xiàn)場(chǎng)總線物理層〔低速總線 H高速總線H2）標(biāo)準(zhǔn)已獲得 IEC 批準(zhǔn)?，F(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)使其在自動(dòng)化控制領(lǐng)域顯示諸多優(yōu)勢(shì)：1．構(gòu)筑系統(tǒng)成本低，系統(tǒng)硬件減少，節(jié)省工程費(fèi)用；2．互操作性好。第 2 章 和利時(shí) DCS 控制軟件的介紹 現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益推廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域，控制規(guī)模的過程對(duì)象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 、控制 運(yùn)算、 傳送數(shù)據(jù)和診 斷結(jié)果 到上層 網(wǎng)絡(luò)控制指令輸出單元輸入信號(hào)采集單元人機(jī)界面監(jiān)視 / 控制 操作D C S 系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)過 程對(duì)象主控 單元I O 輸出模 塊I O 輸 入模塊操作 員站以 太網(wǎng)連接D C S 系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn) 場(chǎng) 總線 連 接儀表 /變送器閥門/ 執(zhí)行機(jī) 構(gòu)閥門/ 執(zhí)行機(jī) 構(gòu)儀表 /變送器擴(kuò)大，控制信息、管理信息的增加以及控制系統(tǒng)的柔性、設(shè)備間互操作性的要求，八十年代中后期出現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)參照電廠中給水除氧系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況,進(jìn)行測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì),設(shè)定控制方案,應(yīng)用和利時(shí)公司的第四代DCS 系統(tǒng)——MACS 系統(tǒng)的組態(tài)軟件進(jìn)行組態(tài),并配置相應(yīng)的 FM 系列模塊,建立工程,實(shí)現(xiàn)電廠中給水除氧系統(tǒng)中除氧器壓力、除氧器水位、給水泵、給水泵電動(dòng)門的自動(dòng)控制。 測(cè)量變送：對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行測(cè)量的裝置，此裝置為液位信號(hào)采集。 DCS 控制系統(tǒng)的介紹DCS 控制系統(tǒng)（DIstributed Control System，分散控制系統(tǒng)）是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的不斷興起和過程控制要求的日益復(fù)雜應(yīng)運(yùn)而生的綜合控制系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)開發(fā)使各控制廠商更多地采用商業(yè)計(jì)算機(jī)的技術(shù)，80 年代末許多公司推出新一代的集散系統(tǒng)，其主要特征是新系統(tǒng)的局部網(wǎng)絡(luò)采用 MA P 協(xié)議；引用智能變送器與現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)； 在控制軟件上引入 PLC 的順序控制與批量控制，使 DCS 也具有 PLC 的功能。,費(fèi)雪爾公司的 DCamp。 分散控制系統(tǒng)（DCS）在國(guó)內(nèi)外都有很多應(yīng)用，1975 年美國(guó)最大的儀表控制公司Honeywell 首次向世界推出了它的綜合分散控制系統(tǒng) TDC—2022 ( Toal Distributed Control 2022),這一系統(tǒng)的發(fā)表,立即引起美國(guó)工業(yè)控制界高度評(píng)價(jià)，稱之為“最鼓舞人心的事件” 。它是一個(gè)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)（puter ） ，通信（ munication） 、顯示（CTR）和控制（control ）等4C 技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活以及組態(tài)方便。本文還解析了 DCS在電廠除氧中的設(shè)計(jì)過程，因?yàn)榇诉^程在設(shè)計(jì)其他系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中有同樣的步驟，同時(shí)闡述了其在除氧控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。本文在深入分析 DCS 控制軟件的基礎(chǔ)上，通過分析介紹了除氧系統(tǒng)原理，采用 PID 調(diào)節(jié)的過程控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的方法，行設(shè)計(jì)，完成 PID 的控制功能，構(gòu)成電廠除氧控制系統(tǒng)，在 DCS 組態(tài)軟件 HOLLiAS MACS 中實(shí)現(xiàn)控制邏輯和控制 HMI 組態(tài)，利用 DCS 軟件提供的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行電廠除氧控制系統(tǒng)調(diào)試，整