【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 模 模 模 模 模 模 模 模 模 模 600 器 塊 塊 塊 塊 塊 塊 塊 塊 塊 塊 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 842 461 466 400 400 400 554 554 513 513 513 IW0 IW2 IX40 IX42 IX44 QW0 QW2 QX40 QX42 QX44 IW1 IW3 IX41 IX43 IX45 QW1 QW3 QX41 QX43 QX45 11 基于組態(tài)王的液位測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第二章 基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)概述 21 什么是以太網(wǎng) 以太網(wǎng)是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)定義了在局域網(wǎng) LAN 中采用的電纜類(lèi)型和信號(hào)處理方法以太網(wǎng)在互聯(lián)設(shè)備之間以10100Mbps 的速 率傳送信息包雙絞線(xiàn)電纜 10 Base T 以太網(wǎng)由于其低成本高可靠性以及 10Mbps 的 速率而成為應(yīng)用最為廣泛的以太網(wǎng)技術(shù)直擴(kuò)的無(wú)線(xiàn)以太網(wǎng)可達(dá) 11Mbps 許多制造供應(yīng) 商提供的產(chǎn)品都能采用通用的軟件協(xié)議進(jìn)行通信開(kāi)放性最好 22 什么是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域 網(wǎng)它的出現(xiàn)標(biāo)志著工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域有一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)始并將對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn) 生重要影響現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)將專(zhuān)用微處理器置入傳統(tǒng)的測(cè)量控制儀表使他們各自都具 有了數(shù)字計(jì)算和通信能力采用進(jìn)行簡(jiǎn)單連接的雙絞線(xiàn)等作為總線(xiàn)把多個(gè)測(cè)量控制儀 表連接成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并按公開(kāi)規(guī)范的通信協(xié)議在位于現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)微機(jī)化測(cè)量控制 設(shè) 備之間以及現(xiàn)場(chǎng)儀表與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換形成各種適 應(yīng)實(shí)際需要的自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)而言之它把單個(gè)分散的測(cè)量控制設(shè)備變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 以現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)為紐帶把它們連接成可以相互溝通信息共同完成自控任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與 控制系統(tǒng)它給自動(dòng)化領(lǐng)域帶來(lái)的變化正如眾多分散的計(jì)算機(jī)被網(wǎng)絡(luò)連接在一起使 計(jì)算機(jī)的功能作用發(fā)生的變化現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)則使自控系統(tǒng)與設(shè)備具有了通信能力把它 們連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)加入到信息網(wǎng)絡(luò)的行列 23 基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù) 從兩年前開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)開(kāi)始轉(zhuǎn)向在 IT 領(lǐng)域 廣泛應(yīng)用的開(kāi) 20 多年來(lái)發(fā)展最為成 功的 Ether 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把以太網(wǎng)技術(shù)融入到現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中形成了現(xiàn)代控制領(lǐng)域發(fā)展 的一個(gè)熱點(diǎn)和流行趨勢(shì)目前 profibusDeviceNetControlNet 和 LonWorks 等都已 經(jīng)使用 Ether 技術(shù)這些公司都在研究通過(guò)一種稱(chēng)作管道 Tunnel 的簡(jiǎn)單傳遞機(jī)構(gòu) 使用 Ether 網(wǎng)絡(luò)傳送它們的報(bào)文這種方法簡(jiǎn)單可行現(xiàn)場(chǎng)裝置保持不變僅需要一 個(gè)專(zhuān)用的 Ether 網(wǎng)絡(luò)接口取代原來(lái)的線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器就可完成與以太網(wǎng)的連接與此同時(shí) 美國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì) IEEE 正著手制定現(xiàn)場(chǎng)裝置與 Ether 通信的新標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)能夠 12 基于組態(tài)王的液位測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 使網(wǎng)絡(luò)直接 看到 對(duì)象 Object 這些工作為 Ether 進(jìn)入工業(yè)自動(dòng)化的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)打下 了基礎(chǔ) 1995 年 WAGO 公司率先研制了現(xiàn)場(chǎng)分布式輸入輸出自動(dòng)化控制系統(tǒng) WAGOIOSYSTEM750 并在其廣 泛的應(yīng)用中被世人所承認(rèn)近年來(lái) WAGO 公司推出的現(xiàn)場(chǎng) 總線(xiàn)輸入輸出系統(tǒng)不僅支持 PROFIBUSDPFMS CANopen INTERBUS DeviceNET MODBUS LonWorks Ether TCPIP LIGHTBUS CAL 等多種開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) 還支持使用 RS232CRS485 TTY20mA 接口的通訊而且網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大可與具有開(kāi)放式 標(biāo)準(zhǔn)的任何控制產(chǎn)品兼容所以可用于各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)如汽車(chē)制造 造紙 紡織 石油化工 煙廠 冶金工業(yè) 電力 鐵路交通與樓宇 自動(dòng)化等本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就采 用的是 WAGO 公司的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)輸入輸出系統(tǒng)WAGO750842WAGO750842TCPIP 現(xiàn) 場(chǎng)總線(xiàn)控制器系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與 INTERNET 的連接 13 基于組態(tài)王的液位測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第三章 系統(tǒng)硬件配置及介紹 31 模塊的選取 由前面介紹的 液位測(cè)量系統(tǒng)的工藝及控制要求可知此系統(tǒng)共有 5 個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn) DI 6 個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn) DO 其中 4 個(gè) AC63V 負(fù)載 1 個(gè) AC220V 負(fù)載一個(gè)電磁閥負(fù)載 2個(gè) 模擬輸入點(diǎn) AI2 個(gè)模擬輸出點(diǎn) AO 所以選擇以下類(lèi)型的模塊 1 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)適配器型號(hào) 750842 用于 Ether TCPIP 的可編程現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制 器集線(xiàn)器到 750842 之間最大傳輸距離 100m 波特率 10Mbitss 節(jié)點(diǎn)中允許有數(shù)字量 信號(hào)和模擬量信號(hào)每個(gè)節(jié)點(diǎn)中最多 64 個(gè)輸入輸出模塊輸入輸出過(guò)程映象為 512 字 節(jié)輸入輸出 變量為 512 字節(jié)程序內(nèi)存為 128K 字節(jié)數(shù)據(jù)內(nèi)存為 64K 字節(jié)固態(tài)內(nèi)存為 8K 字節(jié) 數(shù)量 1 塊 2 數(shù)字量輸入模塊型號(hào) 750－ 4002 通道數(shù)字量輸入模塊輸入信號(hào)電流 5mA24VDC 輸入濾波 30ms 正 邏輯 數(shù)量 3 塊 3 數(shù)字量輸出模塊型號(hào) 7505132 通道繼電器輸出模塊節(jié)點(diǎn)輸出電流 2A ACDC230VAC30VDC2 常開(kāi)點(diǎn) 且相互隔離無(wú)公共端 數(shù)量 3 塊 4 模擬量輸入模塊 型號(hào) 750466 2 通道模擬量輸入模塊 420mA 單端輸入 數(shù)量 1 塊 750461 2 通 道 模 擬 量 輸 入 模 塊 RTD 用 于 熱 敏 電 阻 適 用 類(lèi) 型 為 PT100PT200PT500PT1000Ni100Ni120Ni1000 5 模擬量輸出模塊型號(hào) 7505542 通道模擬量輸出模塊 420mA 數(shù)量 2 塊 6 電源模塊 787912 1 塊 7 終端 750600 1 塊 14 基于組態(tài)王的液位測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 32 模塊選取說(shuō)明 數(shù)字量輸入模塊的選取要根據(jù)以下幾點(diǎn)來(lái)選取 a 根據(jù)輸入信號(hào)是有源觸點(diǎn)還是無(wú)源觸點(diǎn) 1有源觸點(diǎn)也稱(chēng)電開(kāi)關(guān)分為直流 DC型一般為晶體管型電路結(jié)構(gòu)例如接 近開(kāi)關(guān)激光傳感器開(kāi)關(guān)等和交流 AC 型 2 無(wú)源觸點(diǎn)即機(jī)械觸點(diǎn)例如按鈕開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)機(jī)械式的限位開(kāi)關(guān)等 若輸入信號(hào)為無(wú)源觸點(diǎn)則可選擇直流型一般為 DC24V 數(shù)字輸入模塊也可選 擇交流型一般為 220V 數(shù)字輸入模塊 3若輸入信號(hào)為有源觸點(diǎn)直流型則必須選擇直流型一般為 DC24V數(shù)字輸 入模塊 4 若輸入信號(hào)為有源觸點(diǎn)交流型則必須選擇交流型數(shù)字輸入模塊注意有 源觸點(diǎn)工作電壓值 b 根據(jù)輸入信 號(hào)的工作頻率 1 若此信號(hào)的工作頻率不高沒(méi)有特殊要求則可以選用一般型例如選用WAGO 公司數(shù)字輸入模塊中輸入濾波時(shí)間為最大 3ms 就可以了 2 若此信號(hào)的工作頻率較高則要注意輸入模塊的濾波時(shí)間這個(gè)參數(shù) 這里介紹的液位測(cè)量系統(tǒng)中共有 5 個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)這 5 個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)都為無(wú) 源觸點(diǎn)并且對(duì)其工作頻率也無(wú)特殊要求選取 3 個(gè) 750－ 400 模塊 數(shù)字量輸出模塊的選取 數(shù)字量輸出模塊的選取要根據(jù)輸出信號(hào)的類(lèi)型信號(hào)電流 05A20A 節(jié)點(diǎn)的輸 出電流 2AACDC 觸點(diǎn)電壓是否帶短路保護(hù)裝置有無(wú)公共點(diǎn)來(lái)選取在液位測(cè)量 系統(tǒng)中共有 6 個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)所以采用 3 個(gè)模塊 750－ 513 模擬量輸入模塊的選取 模擬量輸入模塊的選取要根據(jù)輸入信號(hào)的類(lèi)型電壓型 05V010V10V10V 等電流型 020 mA420 mA 等精度要求 8 位 AD10 位 AD12 位 AD16 位 AD 等抗干擾要求單端輸入差分輸入來(lái)選取但需注意對(duì)溫度信號(hào)一般廠家都 有專(zhuān)用模塊它分熱電阻和熱電偶型這里介紹的液位測(cè)量系統(tǒng)中液 位值采用2020B 型 靜壓式液位變送器 420mA 二線(xiàn)制來(lái)檢測(cè)所以采用 1 個(gè)模塊 750－ 466 溫度值由 WZP 型鉑電阻溫度變送器 Pt100 來(lái)檢測(cè)因此采用 1 個(gè)專(zhuān)用模塊 750461 15 基于組態(tài)王的液位測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 模擬量輸出模塊的選取 模擬量輸出模塊的選取要根據(jù)模塊輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) 0－ 20mA4－ 20mA0－ 10V 10VDC 來(lái)選取 在此液位測(cè)量系統(tǒng)中送給液位顯示和溫度顯示的信號(hào)是 4－20mA 的電流信號(hào)所以選 2 個(gè)模塊 750－ 554 33 系統(tǒng)輸入輸出元器件的定義列表 輸 入 輸 出 點(diǎn) IO 絕對(duì)地址 泵啟動(dòng)按鈕 SB1 IX41 泵停止按鈕 SB2 IX42 本地遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SA1 IX40 緊急停按鈕 SB3 IX43 熱繼電器 FR1 輔助觸點(diǎn) IX44 本地控制指示燈 HL1 QX40 遠(yuǎn)程控制指示燈 HL2 QX41 泵啟指示燈 HL3 QX42 泵停指示燈 HL4 QX43 出水電磁閥 M1 QX44 接觸器 KM1 線(xiàn)圈