【正文】 測(cè)試的 1756ENET 模塊版本不支持隱性信息。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)也可以隨意改變記錄配置；傳輸中由 PLC 緩沖極限的限制從而自動(dòng)地決定是否合并。而 120 個(gè)模擬輸入記錄，以 2Hz 掃描的三個(gè)元素為 40個(gè) REAL 的數(shù)組。更底層的驅(qū)動(dòng)層會(huì)依次處理其他的字節(jié)。否則它將周期性地從 PLC 上讀取標(biāo)簽，并且當(dāng)記錄內(nèi)容不同時(shí)，在 PLC 上將不斷更新輸出記錄值。也可以在運(yùn)行時(shí)改變記錄的配置，這些是不需要重新起動(dòng)輸入輸出控制器(IOC)的，即所涉及的標(biāo)簽名記錄能實(shí)時(shí)替換。而缺點(diǎn)是，客戶(hù)端應(yīng)用程序必須在建立更新連接時(shí)發(fā)送請(qǐng)求，或者更快。使用 SendRRData 封裝命令來(lái)發(fā)送 CIP 數(shù)據(jù)到 PLC，必須通過(guò)連接管理器對(duì)象 1756ENET 模塊來(lái)尋址，見(jiàn)下例：Service：CM_Unconnected_Send(0x52)Path：Connection Manager(class 0x06，instance 1)encoded timeout，embedded messagePath：Port1(back plane)，Link (slot of PLC)。默認(rèn)地，使用 TCP/IP 的端口 0xAF12 連接到EtherNet/IP 目標(biāo)之后，遵循封裝協(xié)議建立一個(gè)身份 ID，就可以直接進(jìn)行信息交換了。針對(duì)“實(shí)驗(yàn)性物理和工業(yè)控制系統(tǒng)”(EPICS)開(kāi)發(fā)的驅(qū)動(dòng)程序使用了 EtherNet/IP 協(xié)議，從而使得控制器可以運(yùn)行 vxWorks RTOS、Win32 和 Unix/Linux的測(cè)試程序。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的各科知識(shí)、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪，從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)未來(lái)將向著工業(yè)以太控制網(wǎng)的方向發(fā)展和融合。本系統(tǒng)采用的 ControlNet 總線(xiàn)結(jié)構(gòu)是現(xiàn)如今最有發(fā)展的總線(xiàn)之一，這就注定了在今后的使用當(dāng)中，有這更多的拓展的空間和進(jìn)行進(jìn)一步提高性能的基礎(chǔ)。其中V10V30V405 三個(gè)閥門(mén)是可調(diào)節(jié)閥門(mén)，配合變頻器工作，分別控制著液位、溫度和流量三個(gè)參數(shù)，它們的編程主要考慮應(yīng)用 PID 運(yùn)算進(jìn)行控制，從而獲得更好的控制效果。圖 46 復(fù)位子程序流程圖4．報(bào)警、顯示子程序流程如圖 47 所示。 程序界面系統(tǒng)歡迎界面及如圖 41 所示。使用 RSLogix5000軟件可以完全實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊的設(shè)置和監(jiān)視通過(guò) I/O 實(shí)現(xiàn) ControlLogix 背板連接，所有模塊相關(guān)數(shù)據(jù)都包含在一個(gè)處理器數(shù)據(jù)對(duì)象中，這便于配置，監(jiān)視和連接模塊參數(shù)。第 4 章 下位系統(tǒng)軟件概況 下位軟件概況PLC 的控制包括 ControlNet 網(wǎng)絡(luò)的控制管理和流程控制兩部分。 模擬輸入模塊模擬輸入模塊采用 ROCKWELL 的 1756IF16 模塊（輸入電壓0～、0～、－～，輸入電源 4～20mA） ，共四塊，插在 1 站的A17 框架的第 4 槽中。每個(gè)框架需要一個(gè) 1757SRM 模塊。2．下位機(jī)擴(kuò)展采用采用美國(guó) ROCKWELL 公司的模擬輸入、輸出模塊、數(shù)字輸入、輸出模塊以及專(zhuān)用的 Pt 電阻（測(cè)溫 RTD）輸入模塊，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表、傳感器、Pt 電阻（測(cè)溫）及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與控制?？刂凭W(wǎng)結(jié)合了輸入/輸出網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信息網(wǎng)絡(luò)的功能，既可以滿(mǎn)足對(duì)時(shí)間苛求的控制數(shù)據(jù)傳輸（如 I/O 刷新、控制器到控制器的互鎖）的需要，又可以滿(mǎn)足對(duì)時(shí)間非苛求的數(shù)據(jù)傳輸（如程序上傳、下載、信息傳送）的需要 [4]。圖 21 ControlNet 邏輯網(wǎng)絡(luò)體系ControlNet 總線(xiàn)不僅可以與多種設(shè)備或子網(wǎng)直接相連，還能夠通過(guò)掃描器連接下層的 DeviceNet 設(shè)備網(wǎng)和 FF 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)等產(chǎn)品；同時(shí)，通過(guò)通信接口模塊連通上層的信息以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成，共享信息資源。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)的許多應(yīng)用也不只要求在控制器和工業(yè)器件之間的緊耦合，還應(yīng)有確定性和可重復(fù)性。網(wǎng)絡(luò)刷新時(shí)間（NUT）分為三個(gè)部分：預(yù)定信息傳送時(shí)間、非預(yù)定信息傳送時(shí)間和維護(hù)時(shí)間，詳細(xì)內(nèi)容如表 22 所示。如果隱性令牌寄存器的值等于某個(gè)節(jié)點(diǎn)自己的 MAC 地址，然后該節(jié)點(diǎn)就可以立刻發(fā)送數(shù)據(jù)。 ControlNet 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的仲裁方式ControlNet 是一種新的面向控制層的實(shí)時(shí)性現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，在同一物理介質(zhì)鏈路上提供對(duì)時(shí)間有苛求的控制信息和 I/O 數(shù)據(jù)以及無(wú)時(shí)間苛求的信息發(fā)送，包括程序的上/ 下載，組態(tài)數(shù)據(jù)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的報(bào)文傳送等通訊支持，是具有高度確定性、可重復(fù)的高速控制和數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，I/O 性能和端到端通訊性能都較傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有較大提高。ControlNet 則采用了一種基于開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新型通訊模式――生產(chǎn)者/消費(fèi)者模式。而 Rockwell 自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)化為三層結(jié)構(gòu)模式：信息層（Ether 以太網(wǎng)） ，控制層（ControlNet 控制網(wǎng)） ，設(shè)備層（DeviceNet 設(shè)備網(wǎng)） 。美國(guó) AB 公司的 ControlNet 網(wǎng)是一個(gè)實(shí)時(shí)的控制層網(wǎng)絡(luò)，為在專(zhuān)一物理鏈路上的實(shí)時(shí) I/O 數(shù)據(jù)和 message 數(shù)據(jù)（包括程序的上載/ 下載、組態(tài)數(shù)據(jù)及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信息）提供高速傳輸。與傳統(tǒng)的工業(yè)控制體系相比，Rockwell 自動(dòng)化系統(tǒng)提供了高效的、開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。采用 OSI 七層模型中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層，增加了自己特有的用戶(hù)層作為現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信模型。 圖 11 通過(guò)上面的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)我們可以將 DCS 控制過(guò)程延伸如下（圖 12）： 圖 12 電廠除氧系統(tǒng)的介紹 隨著工業(yè)過(guò)程規(guī)模的不斷擴(kuò)大,需要測(cè)量處理的參數(shù)和控制回路成倍的增加,為了降低運(yùn)行監(jiān)控人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和減少故障率,降低工業(yè)過(guò)程運(yùn)行成本,提高效率,電力、石油、化工、制藥、冶金、建材等眾多行業(yè)都使用了 DCS(集散控制系統(tǒng))。這里所提到的均為大型的 DCS，為了適應(yīng)市場(chǎng)的需要各廠商也開(kāi)發(fā)了不少中小型的 DCS 系統(tǒng)如 S—9000，MAX —2，LXL ，A 2 PACS 等等。Euml。即所謂的分布式控制系統(tǒng)，或在有些資料中稱(chēng)之為集散系統(tǒng)，是相對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來(lái)的。本文還解析了 DCS在電廠除氧中的設(shè)計(jì)過(guò)程，因?yàn)榇诉^(guò)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。 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(chēng)之為“最鼓舞人心的事件” 。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)開(kāi)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(xiàn)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。 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。第 2 章 和利時(shí) DCS 控制軟件的介紹 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)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(guò)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(guò) 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(xiàn) 連 接儀表 /變送器閥門(mén)/ 執(zhí)行機(jī) 構(gòu)閥門(mén)/ 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(xiàn)控制系統(tǒng)。1994 年，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)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(hù)，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(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的制定和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，其制定的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)物理層〔低速總線(xiàn) H高速總線(xiàn)H2）標(biāo)準(zhǔn)已獲得 IEC 批準(zhǔn)。它允許傳送無(wú)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。通訊驅(qū)動(dòng)程序使得控制器可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。ControlNet 應(yīng)用于過(guò)程控制、自動(dòng)化制造等領(lǐng)域。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(lèi)型相混合的數(shù)據(jù)。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(xiàn)一樣，持有令牌的節(jié)點(diǎn)可以發(fā)送數(shù)據(jù)。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(wú)時(shí)間苛求的信息。NUT（網(wǎng)絡(luò)刷新時(shí)間）是由用戶(hù)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(lèi)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。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。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)。總體設(shè)計(jì)方案見(jiàn)如圖 31 所示。為實(shí)現(xiàn)控制器冗余，要滿(mǎn)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。其功率如圖 32 所示。 冗余的實(shí)現(xiàn)冗余電源的實(shí)現(xiàn)如圖 33 所示。 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。ControlLogix 控制器是 Logix5000 系列控制器的一種。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 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(mén)，實(shí)現(xiàn)靈活控制。第 5 章 課題特點(diǎn) ControlNet 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)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(guò)程中數(shù)據(jù)的完備和安全。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。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)。 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。在現(xiàn)有的綜合布線(xiàn)、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。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(lái)訪問(wèn) ControlLogix 模擬或數(shù)字輸入模塊的行為都失敗了。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。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(lèi)型。數(shù)組傳輸同樣是受到上述 PLC 緩沖極限和大小限制的。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。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。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。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(wú)意義的名稱(chēng)。附錄 2INTERFACING THE CONTROLLOGIX PLC OVER ETHERNET/IP. Kasemir, . Dalesio, LANL, Los Alamos,