【正文】 沖傳感器、計(jì)數(shù)碼盤等） ，一般頻率都高于 100HZ，應(yīng)選擇屏蔽電纜，其作用是既防止外來信號的干擾，也防止高速脈沖信號本身對低電平信號的干擾。模擬量信號屬于小信號，極易受外界干擾影響，同時(shí)模擬量是連續(xù)變化的信號，其大小由信號的幅度決定，信號的容差小。對于各種不同用途的信號線和動力線要選擇不同的電纜。下面就與此有關(guān)的一些問題進(jìn)行簡單介紹。這些干擾都會通過與現(xiàn)場設(shè)備相連的電纜引入可編程序控制器組成的控制系統(tǒng)中，影響系統(tǒng)的安全可靠工作。圖 27 FROFIBUS 總線連接器三、電纜設(shè)計(jì)和敷設(shè)一般來說，工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境都比較惡劣。連接器的 A 相與 A 相短接，B 相與 B 相短接，左相為進(jìn)線，右相為出線。a)帶編程裝置 b)不帶編程裝置圖 26 LAN 插頭二、FROFIBUS 總線連接器FROFIBUS 總線的安裝非常簡單，使用一般的 9 針 D 型頭即可，但為了保證網(wǎng)絡(luò)的安全性，一般使用西門子提供的連接器。插頭的接線很容易，只要按照插頭指示的進(jìn)線和出線關(guān)系依次連接即可，對于網(wǎng)絡(luò)終端結(jié)點(diǎn)，LAN 插頭上只須接一根進(jìn)線，但要把 LAN 插頭的終端電阻撥位開關(guān)撥到 ON的位置。這兩種不同的 LAN 插頭如圖 26 所示。 網(wǎng)絡(luò)的安裝一、LAN 插頭PROFIBUS 的結(jié)點(diǎn)連接非常簡單，采用 SIEMENS 的 LAN(Local area works)插頭將網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)依次連接起來即可。數(shù) 據(jù) 庫 服 務(wù) 器 WEB服 務(wù) 器WinC服 務(wù) 器防 火 墻路 由 器圖 25 系統(tǒng)與 INTERNET 網(wǎng)的連接 實(shí)現(xiàn) Inter 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控通過 WINCC 的 Web 發(fā)布功能設(shè)置實(shí)現(xiàn) Inter 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。本系統(tǒng)采用的 Inter 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方案本系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)訪問方案如圖 25 所示。但是這種解決方案的連接建立相對來說比較慢，傳輸速率也比較低(最快為 56K 位／秒)，取決于電話線路的質(zhì)量，并且象自動數(shù)字連接等—些安全功能也不能實(shí)現(xiàn)。(2)、使用模擬路由器的網(wǎng)絡(luò)訪問如果沒有安裝 ISDN 或考慮到安裝 ISDN 的成本，我們推薦使用通過模擬電話線連接的路由器。(1)、使用 ISDN 路由器的網(wǎng)絡(luò)訪問需要高性能的可靠連接時(shí)，可以使用 ISDN。通過使用 CP3431 IT 模塊，系統(tǒng)狀態(tài)信息可以通過 INTERNET 在本地或全世界范圍內(nèi)發(fā)送。控制器之間交換過程數(shù)據(jù)是通過 SEND／RECEIVE 實(shí)現(xiàn)的。這個功能可直接訪問控制器的數(shù)據(jù)不再需要調(diào)用 PLC 的其它功能。如果需要—種傳輸速率更高(達(dá) 100Mbit/s)或者范圍更廣的網(wǎng)絡(luò)，則可將快速以太網(wǎng)技術(shù)與交換系統(tǒng)結(jié)合使用，快速以太網(wǎng)是在已成熱的以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)—步發(fā)展而來。帶有瀏覽器的 PC 機(jī)可以通過網(wǎng)絡(luò)選擇 OSM 模件進(jìn)行訪問。它有下面的界面和接口：? 模件本身的信號界面? 使用串行口和 PC 機(jī)通過命令行（CLI命令行接口）進(jìn)行的終端仿真。(2)、網(wǎng)絡(luò)解決方案工業(yè)以太網(wǎng)可采用雙絞線（TP）和光纖（FO）等傳輸技術(shù)，10Mbit/s 以太網(wǎng)可以是線型或星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并使用光學(xué)鏈接模塊（OLM）和電氣鏈接模塊（ELM） ，這些網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也可組合應(yīng)用。? 在整個公司范圍實(shí)現(xiàn)通信，因?yàn)橐蕴W(wǎng)可連接到廣域網(wǎng)（WAN） ，例 如綜 合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)或因特網(wǎng)。? 無限的通信性能，因?yàn)槭褂媒粨Q技術(shù)可根據(jù)用戶需求提供可伸縮的性 能?！? 靈活性大，因?yàn)楝F(xiàn)有設(shè)備可以不受影響地隨時(shí)擴(kuò)展。目前，以太網(wǎng)在世界范圍內(nèi)的局域網(wǎng)(LAN)市場上基于主導(dǎo)地位。工業(yè)以太網(wǎng)將自動化系統(tǒng)相互連接，而且還將自動化系統(tǒng)連接到 PC 機(jī)和工作站。雙絞線電纜的最大長度：TP 雙絞線為 10 米；當(dāng)與 RJ45 接插座和 FC TP 電纜相連時(shí)最大可達(dá) 100 米。一般網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)深度和區(qū)域大小會因傳輸延時(shí)而受到限制，采用ESM，整個網(wǎng)絡(luò)的范圍可達(dá) 5 公里。ESM 的使用使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜苋菀走m應(yīng)工廠的結(jié)構(gòu)。環(huán)的數(shù)據(jù)傳輸速率為 100Mbit／s，每個環(huán)中最多允許使用 50 個 ESM。包含在 ESM 中的網(wǎng)絡(luò)冗余管理器，用來構(gòu)建冗余工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)型結(jié)構(gòu)，并可通過交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速的介質(zhì)冗余(重新配置時(shí)間最大為 秒)。(3)、工業(yè)以太網(wǎng)的 ESMESM(電氣交換模塊)用來構(gòu)建 100Mbit／s 交換網(wǎng)絡(luò)，并可節(jié)省成本。即插即用和自適應(yīng)的功能使 CPl613 易于操作。CPl613 允許頻繁的大數(shù)據(jù)量的流量吞吐。CPl613 是工業(yè)和辦公室通訊集于—身的理想產(chǎn)品。(2)、CPl613 通訊處理器CPl613 通訊處理器可為 SIMATIC 網(wǎng)絡(luò)編程設(shè)備或 IPCs 提供工業(yè)以太網(wǎng)連接，也可以使用于帶 PCI 插槽的通用計(jì)算機(jī)中。運(yùn)用廣域網(wǎng)的 TCP/IP 功能通過電話網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編程也是毫無問題的。CP 模板產(chǎn)品可以使用標(biāo)準(zhǔn)的 Web 瀏覽器對過程數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(密碼保護(hù))，降低了客戶端方面的軟件成本。CP3431 IT 具有以下通訊功能：? 用 SIMATIC S7 實(shí)現(xiàn) S7 通訊；? SEND／RECEIVE(S5—兼容通訊)；? PG/OP 通訊(在網(wǎng)絡(luò)或 WAN 上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò) CPU 編程)；? 使用 SIMATIC S7 發(fā)送電子郵件；? 利用 Web 瀏覽器對過程和操作數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。 ，WinCC 服務(wù)器、監(jiān)控機(jī)內(nèi)各插一塊西門子 CP 1613 通訊處理器，通過 CP 1613 通訊處理器與 ESM TP80 相連，PLC 通過 CP3431 IT 通訊處理器與 ESM TP80 相連。二、PLC、WinCC 服務(wù)器、監(jiān)控機(jī)之間采用工業(yè)以太網(wǎng)方式組成PLC、WinCC 服務(wù)器、監(jiān)控機(jī)之間采用工業(yè)以太網(wǎng)如圖 22 所示設(shè)計(jì)。DP 是一種適合于所有自動化行業(yè)的總線類型，主從結(jié)構(gòu)使這種總線具有低廉的造價(jià)，極高的速率。在 時(shí)傳輸距離為 2022M，使用光纜為 21．730km；在 12Mbps 時(shí)距離為 100m?！? 清除：1 類主站讀取 DP 從站的輸入信息并使輸出信息保持為故障——安全狀態(tài)。PROFIBUSDP 按照主從方式運(yùn)行時(shí)，主要有以下兩種狀態(tài)：● 運(yùn)行：輸入和輸出數(shù)據(jù)循環(huán)傳送。1 類主站也完成自動化調(diào)節(jié)功能，通過循環(huán)的和非循環(huán)的報(bào)文對現(xiàn)場的儀表進(jìn)行全面的訪問。PROFIBUSDP 提供的數(shù)據(jù)鏈路層的服務(wù)如表 21 所示：表 21 PROFIBUSDP 數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)服務(wù) 功能 SRD 發(fā)送和請求回答的數(shù)據(jù) SDN 發(fā)送數(shù)據(jù)不需要應(yīng)答 PROFIBUSDP 是一個主站/從站(Master／Slave)總線系統(tǒng)。用于工廠和樓宇自動化中實(shí)現(xiàn)自動控制系統(tǒng)和分散的外部設(shè)備(I/O)及智能現(xiàn)場儀表之間的高速數(shù)據(jù)通信。采用數(shù)據(jù)通信的方式不僅能夠解決上述問題，還能夠?yàn)橐院蟮?PLC 與變頻器之間更多數(shù)據(jù)的通信奠定一個良好的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)只需要在軟件上稍作修改，而不需要調(diào)整現(xiàn)場設(shè)備，特別是系統(tǒng)不能停電時(shí)，這顯得更為重要。PLC 中的數(shù)據(jù)頻率通過這種通信方式傳送給變頻器，來控制變頻器的輸出頻率，其實(shí)變頻器的輸出頻率也可以通過模擬電壓或模擬電流信號的方式進(jìn)行控制。主機(jī)為一臺 S7300 型的 PLC，CPU 為 3152DP，這種 CPU 帶有一種集成的 DP 總線接口。WinCC 服務(wù)器、局域網(wǎng) WEB 服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信WinCC 服務(wù)器通過 Web 服務(wù)器與 Inter 網(wǎng)相連，將監(jiān)控信息發(fā)布到Inter 網(wǎng)上，從而使網(wǎng)絡(luò)用戶能夠通過 Inter 網(wǎng)對整個系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，這樣專家就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷故障，同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)共享互聯(lián)網(wǎng)上的信息資源。工程師站可以對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際的操作，如系統(tǒng)啟動、停機(jī)、參數(shù)設(shè)置等。其它的 PC 作為客戶機(jī)，它們不與 PLC 直接進(jìn)行通信，要顯示和處理的數(shù)據(jù)從作為服務(wù)器的 PC 中來，并把數(shù)據(jù)處理的結(jié)果存儲到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。構(gòu)成客戶機(jī)/服務(wù)器關(guān)系的上位機(jī)之間的通信監(jiān)控系統(tǒng)中有幾臺工控機(jī)，它們的功能并不相同。而上位機(jī)是監(jiān)控系統(tǒng)和人進(jìn)行交互的樞紐。PLC 與上位機(jī)之間的通信要在上位機(jī)上對整個系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，PLC 與上位機(jī)之間的通信是不可避免的。第二章 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線技術(shù) 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信及拓?fù)浞绞?系統(tǒng)通信要求在整個監(jiān)控系統(tǒng)中，一共有 3 種類型的通信要求，它們是：PLC 與執(zhí)行設(shè)備之間的通信送水泵的 PLC 為了精確控制，需要與控制水泵機(jī)組運(yùn)行頻率的變頻器之間進(jìn)行通信，PLC 將輸出頻率值傳送給變頻器，控制變頻器的輸出頻率。所以，本控制系統(tǒng)中的控制功能的設(shè)計(jì)包括了自動和手動兩種控制方式。但系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可能會發(fā)生各種各樣在設(shè)計(jì)時(shí)無法預(yù)料的故障。系統(tǒng)可靠性 工業(yè)流程要盡可能連續(xù)地不間斷地進(jìn)行，保證供水的連續(xù)性。 系統(tǒng)安全性 通過采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的自動化運(yùn)行，減少人為參與控制的行為，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。這些特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：系統(tǒng)在校運(yùn)行時(shí)與實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場結(jié)合 本系統(tǒng)是恒壓供水網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)可作為今后進(jìn)行工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)改造和培訓(xùn)模型，必須充分考慮工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)際情況，模擬實(shí)際現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)。完成本系統(tǒng)中 PLC 源程序設(shè)計(jì)。研究了接入 Inter 的技術(shù)方法，并將該恒壓供水網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)接入Inter 網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。詳細(xì)分析了系統(tǒng)運(yùn)行過程中機(jī)組切換時(shí)機(jī)的選擇，機(jī)組切換次序等問題。規(guī)劃、設(shè)計(jì)智能化恒壓供水網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。在通信上，整個系統(tǒng)可以通過現(xiàn)場總線方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和傳輸，并通過局域網(wǎng)、Inter 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。在電氣控制上，采用了手動控制、自動控制、通過上位機(jī)網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行控制。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用了德國西門子公司生產(chǎn)的 S7300 PLC（可編程控制器）實(shí)現(xiàn)恒壓供水所要求的各種參數(shù)運(yùn)算處理，用現(xiàn)場總線技術(shù)PROFIBUSDP 為工業(yè)控制設(shè)備之間連接，使控制設(shè)備與 PLC 之間的通信提供方便簡潔的實(shí)現(xiàn)手段；用 WinCC 組態(tài)軟件作工控機(jī)監(jiān)控和控制軟件；用工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)工控機(jī)與工控機(jī)之間、工控機(jī)與 WinCC 服務(wù)器之間、PLC 與 PLC 之間的通信連接。 本文研究思路及工作內(nèi)容 研究思路通過對目前工業(yè)控制系統(tǒng)和技術(shù)改造后的現(xiàn)狀做認(rèn)真調(diào)查及分析需求發(fā)現(xiàn)：恒壓控制是工業(yè)控制系統(tǒng)較為普遍的控制系統(tǒng)，此外，考慮到本智能監(jiān)控系統(tǒng)的地域環(huán)境及節(jié)省經(jīng)費(fèi)的因素，因此本文所研究的工業(yè)現(xiàn)場遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)采用供水作為控制對象，構(gòu)建智能化恒壓供水控制，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)模仿工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)。參照高智能仿真系統(tǒng)，使生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)改造后可實(shí)現(xiàn)無人值守運(yùn)行，提高生產(chǎn)工作效益。本系統(tǒng)的研究目的及要求可歸納如下：以恒壓供水系統(tǒng)為模型進(jìn)行動態(tài)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、故障診斷、計(jì)算機(jī)現(xiàn)場仿真操作為研究環(huán)境，為生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造提供理論依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。如 100BaseT 標(biāo)準(zhǔn)，采用雙絞線對接，傳輸速率 1OOMb／s [5]。以太網(wǎng)的傳輸媒介也由過去的同軸電纜替換為雙絞線或光纖，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用總線型或星型。Inter 是基于以太網(wǎng)技術(shù)的遍布全球的廣域網(wǎng)，以太網(wǎng)技術(shù)是目前發(fā)展最快的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)?，F(xiàn)場總線是 90 年代興起的一種先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)，它將當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)通訊與管理的概念引入工業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域中，完成對現(xiàn)場數(shù)據(jù)參數(shù)的采集，通過智能采集卡把離散數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)，在顯示器屏幕上顯示出數(shù)據(jù)量。 恒壓智能供水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)就是用本地計(jì)算機(jī)通過現(xiàn)場總線和 Inter 網(wǎng)，對遠(yuǎn)端設(shè)備（水泵）進(jìn)行監(jiān)視和控制，從而實(shí)現(xiàn)對恒壓控制系統(tǒng)的過程狀態(tài)（壓力、流量等）進(jìn)行監(jiān)控和控制；把能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控的通信媒體、計(jì)算機(jī)軟件、硬件系統(tǒng)，按照現(xiàn)場總線和 Inter 技術(shù)要求進(jìn)行規(guī)范連接。所以具有一定的地域局限性。這種系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，使系統(tǒng)資源分配趨于合理。另外由于工業(yè)生產(chǎn)過程控制要求高環(huán)境適應(yīng)性、高實(shí)時(shí)性、和高可靠性等特點(diǎn)，自動控制、檢測技術(shù)及監(jiān)控技術(shù)一直沿著自己的道路發(fā)展，測控領(lǐng)域所使用的通信技術(shù)都自成體系，許多通信協(xié)議不開放，而且大多數(shù)系統(tǒng)都是面向單臺，或單一類型的設(shè)備 [8]。在該系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的檢測、監(jiān)督和控制功能。早期的監(jiān)控技術(shù)，采用大型儀表集中對各個重要設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，并通過儀表操作盤來進(jìn)行集中式操作。 Also it may be promoted to the industry scene production equipment tocarry on the work monitor and control. It has the great significance.The thesis is based on the above problems, take the watersupply system as the main object of study, in the thorough analysis watersupply demand foundation, constructing the stable pressure intelligence watersupply longdistance supervisory system, and to realize the exploring research. The primary coverage is: to this project demand to carry on the investigation and study, to the correlation data