【正文】 5 EPICS 技術(shù)支持的實(shí)施 根據(jù)請求的更新率， vxWorks 驅(qū)動代碼針對各個 PLC 在掃瞄列表中都安排了標(biāo)簽名。 這種類型的傳輸稱為明確無關(guān)聯(lián)傳輸，因?yàn)闃?biāo)簽名被明確地提出，各個協(xié)議包是單獨(dú)尋址。但都可以通過默認(rèn)的 TCP協(xié)議進(jìn)行連接。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)知識的支持下，該產(chǎn)品完全可以使用。 Large Experimental Physics Control Systems, San Jose, California, 2021． [11] J． Y． Tang． SNS VACUUM INSTRUMENTATION AND CONTROL SYSTEM,In: 8th International Conference on Accelerator amp。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 27 致 謝 本文研究工作是在我的導(dǎo)師孫東輝副教授的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的，從開題伊始到論文結(jié)束，我所取得的每一個進(jìn)步、編寫的每一段程序都無不傾注著導(dǎo)師辛勤的汗水和心血。第 6 章 結(jié)論 現(xiàn)場總線作為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)從底層現(xiàn)場設(shè)備到頂層生產(chǎn)管理之間正確的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，確保數(shù)據(jù)流的實(shí)時性和可靠性。 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。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 49 調(diào)節(jié)閥子程序流程圖 7．變頻器 PID 控制流程 如 圖 410 所示。 of ,8AvS(3)wkBO4IPT1~2%Hj。 圖 41 RSLogix5000 歡迎界面 軟件界面如 圖 42 所示 。 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。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。 開關(guān)量輸入模塊 開關(guān)量輸入模塊采用 ROCKWELL 的 1756IB16 模塊（輸入點(diǎn)數(shù) 16， 電壓類型 12/24V直流，工作電壓 10～ ，輸入延遲 2ms，最小導(dǎo)通輸入電流 ，最大導(dǎo) 通狀態(tài)電流 10V，最大狀態(tài) ， 負(fù)載電流 100mA），共 9 塊，插在 2 站的 A17 框架的第 9 槽中。 其功率如圖 32 所示。 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 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)存儲空間 ； 3． 冗余控制器必須在 ControlNet 網(wǎng)絡(luò)上。通過軟件編程實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程儀表（設(shè)備）、傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集、處理與控制，實(shí)現(xiàn)總體設(shè)計功能和系統(tǒng)熱備功能。因?yàn)樗母咚俾?，使其可以支持高度分布式的自動化系統(tǒng)，特別是那些具有高速數(shù)字量 I/O 和大量模擬量 I/O的系統(tǒng)。 組態(tài)軟件是現(xiàn)場總線控制 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 of ,8AvS(3)wkBO4IPT1~2%Hj。 ControlNet 是高度確定性、可重復(fù)的網(wǎng)絡(luò)。 表 22 網(wǎng)絡(luò)刷新時間 網(wǎng)絡(luò)刷新時間（ NUT） 功能 預(yù)定信息傳送時間 傳送預(yù)定節(jié)點(diǎn)（在一個循環(huán)的左右順序次序的基礎(chǔ)上）的有時間苛求的信息。因?yàn)樗泄?jié)點(diǎn)的隱性令牌寄存器在任意時刻的值相同，這就避免了沖突的發(fā)生。:xM39。許多需用此數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)通過在網(wǎng)上同時識別這個標(biāo)識行，可同時從同一生產(chǎn)者取用此同一數(shù)據(jù)消費(fèi)。 ControlNet 應(yīng)用于過程控 制、自動化制造等領(lǐng)域。通訊驅(qū)動程序使得控制器可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。它允許傳送無時間苛求的報文數(shù)據(jù)，但不會對有時間要求數(shù)據(jù)傳送造成沖擊。 1994 年，現(xiàn)場總線基金會 FF（ FILED BUS FOUNDATION） 集中了世界著名儀表、 DCS 和自動化設(shè)備制造商、科研機(jī)構(gòu)和用戶，成為唯一世界公認(rèn)不隸屬于某個企業(yè)的國際化標(biāo)準(zhǔn)組織，推動了現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的制定和產(chǎn)品開發(fā)，其制定的現(xiàn)場總線物理層〔低速總線 H高速總線 H2） 標(biāo)準(zhǔn)已獲得 IEC 批準(zhǔn)。第 2 章 ControlNet 總線技術(shù) 現(xiàn)場總線的發(fā)展 隨著自動化技術(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)場總線控制系統(tǒng)。控制網(wǎng)絡(luò)一般指以控制對象為特征的計算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)，簡稱為計算機(jī)亞網(wǎng)絡(luò) Infra（ Infrastructure Network），它主要面向某個企業(yè)或某個系統(tǒng)的底層，與一般的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)既有很多共同點(diǎn)，又有不同和獨(dú)特之處，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1．控制網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)響應(yīng)的實(shí)時性是對控制網(wǎng)絡(luò)的基本要求； 2．控制網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)調(diào)在惡劣環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院涂煽啃裕? 3．對信道容量要求不是太高； 4．通信方式多采用廣播或組播方式； 5．控制網(wǎng)絡(luò)必須解決多家公司產(chǎn)品和系統(tǒng)在同一網(wǎng)絡(luò)中兼容――即互操作問題。隨著微處理器與計算機(jī)功能的不斷增強(qiáng)和價格的急劇降低，計算機(jī)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制得到迅速發(fā)展。 本課題就是抓住了這一契機(jī)，采用先進(jìn)的計算機(jī)控制系統(tǒng)組 成上位機(jī)、 PLC 控制系統(tǒng)作為下位機(jī)，系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)控制功能和遠(yuǎn)程控制接口，同時為了確保系統(tǒng)的安全可靠性，上、下位機(jī)均擬采用硬件冗余的方案，完成輸油管道試驗(yàn)系統(tǒng)的控制與數(shù)據(jù)采集。:xM39。本人同意北華航天工業(yè)學(xué)院有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以營利為目的的前提下，可以公布非涉密畢業(yè)設(shè)計（論文）的部分或全部內(nèi)容。 工作內(nèi)容及最終成果： 研究系統(tǒng)的工作需求； 分析所用控制閥的控制要求，畫出總體流程圖和不同種類閥門的分流程圖以及 PID 控制流程圖； 進(jìn)行下位系統(tǒng)的組態(tài)和單元整定； 分配下位 PLC 資源，確定控制、采集用標(biāo)簽； 完成控制程序的編制； 做出使用說明書。 工作環(huán)境及技術(shù)條件： 聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)一臺， RSLogix5000 軟件 ，有關(guān)的技術(shù)手冊。因本畢業(yè)設(shè)計（論文）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。 關(guān)鍵詞 ControlNet 現(xiàn)場總線 RSLogix5000 獨(dú)立控制 自由組態(tài) of ,8AvS(3)wkBO4IPT1~2%Hj。如何在油品多樣化的現(xiàn)狀下尋找出不同油品運(yùn)輸?shù)淖畹统杀痉桨?，這成為一項(xiàng)重要的研究課題。 現(xiàn)場總線和工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 在企業(yè)信息化和自動化領(lǐng)域內(nèi)，計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的結(jié)合孕育了現(xiàn)場總線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。:xM39。實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場電動球閥、電動板閥、變頻器等設(shè)備的管理 ； 2．下位機(jī) （ PLC） 為上位監(jiān)控系統(tǒng)提供控制途徑，具體地，要提供出程序的控制變量和入口程序等 ； 3．配合流程控制，完成對現(xiàn)場設(shè)備的管理與控制。采用同一的技術(shù)規(guī)范，使任何生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線設(shè)備相互間能 連接在一起 ； 3．現(xiàn)場總線能綜合信息，現(xiàn)場儀表、控制設(shè)備都采用全數(shù)字實(shí)現(xiàn)雙向通信、多變量訪問 ； 4．提高生產(chǎn)率。控制網(wǎng)（ ControlNet）以其高速（ 5Mb/s）的通信速度、先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)模型、高效率的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及靈活方便的安裝方式等特點(diǎn)，提供了滿足以上需要的解決方案。在 PLC編程軟件中為本地框架來組態(tài) ControlNet網(wǎng)通訊，模塊 1756CNB 負(fù)責(zé)處理控制器主框架與本地框架和遠(yuǎn)程框架之間的通訊。同時，它還具備如下特點(diǎn)： ControlNet 在單根電纜上支持兩種類型的信息 傳輸，即有實(shí)時性的控制信息和 I/O 數(shù)據(jù)傳輸，無時間苛求的信息發(fā)送和程序上 /下載；另外， ControlNet 技術(shù)采取了一種新的通信模式，以生產(chǎn)者 /消費(fèi)者模式取代了傳統(tǒng)的源舊的模式它不僅支持傳統(tǒng)的點(diǎn)對點(diǎn)通訊，而且允許同時向多個設(shè)備傳遞信息。 ControlNet 則采用了一種基于開放網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新型通訊模式――生產(chǎn)者 /消費(fèi)者模式。 ControlNet 現(xiàn)場總線的仲裁方式 ControlNet 是一種新的面向控制層的實(shí)時性現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，在同一物理介質(zhì)鏈路上提供對時間有苛求的控制信息和 I/O 數(shù)據(jù)以及無時間苛求的信息發(fā)送，包括程序的上 /下 載，組態(tài)數(shù)據(jù)和點(diǎn)對點(diǎn)的報文傳送等通訊支持，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。但是，網(wǎng)絡(luò)上并沒有真正的令牌在傳輸。在每一個網(wǎng)絡(luò)刷新時間（ Network Update Time NUT）內(nèi)自動調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點(diǎn)拿到隱性令牌傳送信息的機(jī)會。由此可知， ControlNet 網(wǎng)絡(luò)具有預(yù)見數(shù)據(jù)何時能夠可靠傳輸?shù)侥繕?biāo)的能力，并且數(shù)據(jù)的傳輸時間不受網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)添加 /刪除或網(wǎng)絡(luò)繁忙等狀況的影響而保持恒定 [3]。 ControlNet 允許多個各自擁有獨(dú)立或共享 I/O 的控制器之間相互通訊或以靈活的方式組織互鎖。同時 Windows 為 RSView 和基于 Windows 的應(yīng)用軟件提供接口， 利用 DDE（ dynamic data exchange）技術(shù)，與 Windows 的應(yīng)用程序間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)本地控制網(wǎng)絡(luò)與上層信息網(wǎng)絡(luò)之間的信息共享，從而為用戶提供更為集中的數(shù)據(jù)操作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。所需要采集的數(shù)據(jù)量為：壓力 10 點(diǎn)、差壓 2 點(diǎn)、溫度 26 點(diǎn)、地溫 30 點(diǎn)、液位 1 點(diǎn)、流量 2 點(diǎn)。 表 31 PLC配置清單表 序號 部件名稱 型號 數(shù)量（套） 1 CPU 處理器 1756L55M24 2 2 熱備通訊模塊 1757SRM 2 3 電源 1756PA75 4 4 4槽熱備框架 1756A4 2 5 CNET 通訊模塊 1756CNBR 4 6 17 槽框架 1756A17 2 7 空槽蓋板 1756N2 9 8 16 路模擬量輸入模塊 ,36 針 1756IF16 4 9 16 路開關(guān)量輸入模塊 ,20 針 1756IB16 9 10 16 路繼電器輸出模塊 ,36 針 1756OW16I 5 11 6 路熱電阻輸入模塊 ,20 針 1756IR6I 6 12 8 路模擬量輸出模 塊 ,20 針 1756OF8 1 CPU 模塊 ControlLogix 控制器可提供系統(tǒng)規(guī)模可變化的控制器解決方案，可以訪問大量的 I/O點(diǎn)（數(shù)字量 I/O 最多為 128， 000 個，模擬量 I/O 最多為 4000 個）。 電源模塊 1756 機(jī)架上的 ControlLogix 電源模塊直接給機(jī)架背板提供 ， ， 5V 和 24V直流電源。－ ～ ，輸入電源 4～ 20mA），共四塊，插在 1 站的 A17 框架的第 4槽中。 of ,8AvS(3)wkBO4IPT1~2%Hj。RsLogix5000 編程軟件除了為順序控制提供梯形圖編程外，還可以為運(yùn)動控制提供完整的編程及調(diào)試支持。典型的 ControlLogix 系統(tǒng)包括： 1． ControlLogix 控制器； 2． RSLogix5000 編程軟件； 3．安裝在 1756 框架上的 1756 ControlLogix I/O 模塊； 4．不同的通訊模塊，用于連接 EtherNet/IP、 ControlNet、 DeviceNet、 DH+以及通用北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 17 遠(yuǎn)程 I/O 網(wǎng)絡(luò)； 5．通過第三方設(shè)備連接的其他網(wǎng)絡(luò)。 程序流程 根據(jù)課題要實(shí)現(xiàn)的功能及要求， PLC 軟件的獨(dú)立控制部分設(shè)計方案 如 圖 43 所示。 of ,8AvS(3)wkBO4IPT1~2%Hj。在RSLogix5000 編程環(huán)境 中， 根據(jù)現(xiàn)場 的硬件基礎(chǔ) 編寫完成 下位 PLC 獨(dú)立控制部分的程序，其中 有一個主程序和 28 個子程序，分別用來調(diào)用或控制相應(yīng)的功能模塊。結(jié)合成功例子，使得 ControlNet 應(yīng)用于環(huán)道控制系統(tǒng)有了強(qiáng)大的保障。這樣做的目的就是為了解決在工控中大量進(jìn)行 PID 運(yùn)算帶來的高負(fù)荷。 環(huán)道控制系統(tǒng)作為試驗(yàn)性、科研性的課題，在實(shí)施現(xiàn)場要求有高質(zhì)量的信號采集系統(tǒng)，而本設(shè)計中的獨(dú)立控制配合著流程控制，使得對現(xiàn)場的高要求等到保證。 of ,8AvS(3)wkBO4IPT1~2%Hj。 1 引言 散裂中子源項(xiàng)目 (SNS)的幾個子系統(tǒng)使用了 AB公司的 ControlLogix 系列 PLC。對于ControlNet 傳送層，協(xié)議區(qū)別“無關(guān)聯(lián)”和“關(guān)聯(lián)” CIP 信息。 使用 SendRRData 封裝命令來發(fā)送 CIP 數(shù)據(jù)到 PLC，必須通過連接管理器對象1756ENET 模塊來尋址，見下例： Service： CM_Unconnected_Send(0x52) Path： Connection Manager(class 0x06， instance 1) en