【正文】 38 對(duì)設(shè)備（PEC8000）進(jìn)行配置 39 40 40 參考文獻(xiàn) 41 附錄 42 附錄A 參數(shù)說明 42 附錄B 從設(shè)備資源和特性 44 附錄C 端子排布及指示燈說明 46 謝辭 48 第一章 緒論（EPA）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的研究背景及意義 研究背景及意義現(xiàn)代社會(huì)中，電梯已經(jīng)成為不可缺少的運(yùn)輸設(shè)備。此次設(shè)計(jì)是通過基于工業(yè)以太網(wǎng)（EPA）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)對(duì)模擬電梯進(jìn)行組態(tài)控制設(shè)計(jì)，基于工業(yè)以太網(wǎng)（EPA）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)主要用于工業(yè)控制系統(tǒng)中控制方案的開發(fā)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，目前已經(jīng)成功應(yīng)用于石油、化工、機(jī)械、冶金等工業(yè)領(lǐng)域。當(dāng)前，在企業(yè)的不同網(wǎng)絡(luò)層次間傳送的數(shù)據(jù)信息已變得越來越復(fù)雜，對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的開放性、互連性、帶寬等方面提出了更高的要求?；诠I(yè)以太網(wǎng)（EPA）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，具有很好的通信可行性； EPA系統(tǒng)應(yīng)用行業(yè)廣泛，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景； 促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)數(shù)據(jù)通信方面的研究，改變了跟蹤研究的現(xiàn)狀。 創(chuàng)新之處EPA實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，是一種全新的適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的開放性實(shí)時(shí)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，EPA將大量成熟的IT技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，利用高效、穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)和UDP/IP協(xié)議的確定性通信調(diào)度策略，為適用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)工作建立了一種全新的標(biāo)準(zhǔn)。：基于工業(yè)以太網(wǎng)（EPA）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，使用組態(tài)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬電梯的控制。 控制要求：電梯為四層四站有司機(jī)駕駛客梯，轎廂行走由滑塊動(dòng)作示意，開門動(dòng)作由信號(hào)燈指示示意。 電梯的簡(jiǎn)介 電梯的起源人類利用升降工具運(yùn)輸貨物、人員的歷史非常悠久。早期的升降工具基本以人力為動(dòng)力。19世紀(jì)初，在歐美開始用蒸汽機(jī)作為升降工具的動(dòng)力。盡管升降工具被一代代富有革新精神的工程師們進(jìn)行不斷改進(jìn)，然而被工業(yè)界普遍認(rèn)可的升降機(jī)仍未出現(xiàn)，直到1852 年世界第一臺(tái)安全升降機(jī)誕生。1857年3年23日，奧的斯公司在紐約為一座專營(yíng)法國(guó)瓷器和玻璃器皿的商店安裝了世界上第一臺(tái)客運(yùn)升降機(jī)。1878年，奧的斯公司在紐約百老匯大街155號(hào)安裝了第1臺(tái)水壓式乘客升降機(jī)。這是以直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的世界第1臺(tái)電力驅(qū)動(dòng)升降機(jī)，從此誕生了名副其實(shí)的電梯。這種對(duì)電梯的論述，被稱作廣義電梯概念，既包括上下運(yùn)送人、貨物的升降式電梯，也包括用于水平或傾斜輸送乘客的自動(dòng)人行道(英語(yǔ)Passenger Conveyor)和自動(dòng)扶梯(英語(yǔ)Escalator)。這些部分分別安裝在建筑物的井道和機(jī)房中。電梯要求安全可靠、輸送效率高、平層準(zhǔn)確和乘坐舒適等。目前，電梯行業(yè)及社會(huì)上對(duì)電梯的分類大致有以下幾種： (1)按用途分： 乘客電梯、載貨電梯、客貨電梯、病床電梯、住宅電梯、雜物電梯、觀光電梯、其他專用電梯。高速梯。(3)按拖動(dòng)方式分：交流電梯、直流電梯、液壓電梯、齒輪齒條式電梯、螺旋式電梯。其他分類方式還有：按電梯有無司機(jī)分類等。從此以后，電梯電氣控制技術(shù)越來越收到人們的重視。電梯的電氣控制主要是對(duì)各種指令信號(hào)、位置信號(hào)、速度信號(hào)和安全信號(hào)進(jìn)行管理，使電梯正常運(yùn)行或處于保護(hù)狀態(tài)，發(fā)出各種顯示信號(hào)。這種硬布線的邏輯控制方式具有原理簡(jiǎn)單、直觀等特點(diǎn)。目前我國(guó)電梯主要由先進(jìn)的、可靠性高的微型計(jì)算機(jī)或可編程控制器控制。（2）PLC將CPU、存儲(chǔ)器、1/0接口等做成一體，使用方便，擴(kuò)展容易。 電梯的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長(zhǎng)起來。一個(gè)國(guó)家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素的影響。這從客觀上導(dǎo)致了我國(guó)電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的電梯市場(chǎng)?？傏厔?shì)是上升的，目自口進(jìn)入了“第三次浪潮”，2004年總產(chǎn)量超過了8萬臺(tái)，而且目前還沒有減速的跡象。盡管如此，我國(guó)的電梯遠(yuǎn)未達(dá)到飽和的程度。到那時(shí)候，全國(guó)在用電梯將達(dá)到130萬臺(tái)，每年僅報(bào)廢更新就需要6萬臺(tái)。2005年安裝驗(yàn)收電梯124465臺(tái)，截至05年底，我國(guó)的在用電梯總數(shù)已達(dá)651794臺(tái)。興旺的電梯市場(chǎng)吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國(guó)奧的斯、瑞士迅達(dá)、芬蘭通力、德國(guó)蒂森、日本三菱、日立、東芝、富士達(dá)等13家大型外商投資公司在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)份額達(dá)到了74%。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、昌華、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。國(guó)產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。標(biāo)準(zhǔn)的高起點(diǎn)使我國(guó)電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。國(guó)產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢(shì)贏得了越來越多的國(guó)內(nèi)外客戶，為逐步進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)創(chuàng)造了有利條件。當(dāng)今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國(guó)奧的斯公司、瑞士訊達(dá)公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等，其電梯的產(chǎn)量已占世界市場(chǎng)的51％。目前，國(guó)外除了以交流電梯取代直流電梯以外，在低層樓房越來越多的使用液壓電梯。 EPA的簡(jiǎn)介EPA是Ethernet for Plant Automation的縮寫，它是Ethernet、TCP/IP等商用計(jì)算機(jī)通信領(lǐng)域的主流技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的通信，并在此基礎(chǔ)上，建立的應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的開放網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)。 EPA的起源在當(dāng)前多種現(xiàn)場(chǎng)總線并存、無法統(tǒng)一的形勢(shì)下，以以太網(wǎng)和無線技術(shù)為代表的商用COTS（CommercialOffTheShelf）技術(shù)在工業(yè)企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的信息管理層、監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)得到了廣泛應(yīng)用，并有直接向下延伸，應(yīng)用于工業(yè)測(cè)量與控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)的趨勢(shì),即所謂的“E（Ethernet）到底。該協(xié)議是在國(guó)家“863”計(jì)劃支持下，由浙大中控、浙江大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、重慶郵電學(xué)院、大連理工大學(xué)、清華大學(xué)等單位的科技人員聯(lián)合制定的。EPA控制系統(tǒng)可以用于工業(yè)自動(dòng)化控制環(huán)境。 EPA控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 EPA取得的成果EPA原理樣機(jī)IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、聲明遠(yuǎn)播 EPA的特點(diǎn) 確定性通信EPA系統(tǒng)中，根據(jù)通信關(guān)系，將控制現(xiàn)場(chǎng)劃分為若干個(gè)控制區(qū)域，每個(gè)區(qū)域通過一個(gè)EPA網(wǎng)橋互相分隔，將本區(qū)域內(nèi)設(shè)備間的通信流量限制在本區(qū)域內(nèi)；不同控制區(qū)域間的通信由EPA網(wǎng)橋進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；在一個(gè)控制區(qū)域內(nèi)，每個(gè)EPA設(shè)備按事先組態(tài)的分時(shí)發(fā)送原則向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送數(shù)據(jù)，由此避免了碰撞，保證了EPA設(shè)備間通信的確定性和實(shí)時(shí)性。采用EPA網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)綜合自動(dòng)化智能工廠系統(tǒng)中從底層的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到上層的控制層、管理層的通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)基于以太網(wǎng)技術(shù)的統(tǒng)一，即所謂的E（Ethernet）網(wǎng)到底。通過EPA網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信服務(wù)，來自不同廠商的現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備和應(yīng)用程序可以實(shí)現(xiàn)信息透明互訪和互可操作。利用EPA開放網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)控制系統(tǒng)（如DCS、PLC）與基于EPA的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS之間的信息無縫集成，使得工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的大量控制和非控制信息能夠無縫地傳遞到制造執(zhí)行層和企業(yè)管理層系統(tǒng)，通過信息集成創(chuàng)新技術(shù)、數(shù)據(jù)綜合利用技術(shù)、數(shù)據(jù)增值挖掘技術(shù)等，對(duì)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)全過程實(shí)現(xiàn)高效智能化管理。所謂信號(hào)的互通，即兩個(gè)需要互相通信的設(shè)備所采用的通信介質(zhì)、信號(hào)類型、信號(hào)大小、信號(hào)的輸入/輸出匹配等幾方面的參數(shù)符合同一標(biāo)準(zhǔn)，即物理層標(biāo)準(zhǔn)。 開放性《EPA標(biāo)準(zhǔn)》、（TCP）/IP等協(xié)議，采用UDP協(xié)議傳輸EPA協(xié)議報(bào)文，以減少協(xié)議處理時(shí)間，提高報(bào)文傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。商用通信線纜（如五類雙絞線、同軸線纜、光纖等）均可應(yīng)用于EPA系統(tǒng)中，但必須滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境的可靠性要求，如使用屏蔽雙絞線代替非屏蔽雙絞線。這樣，IT領(lǐng)域的一切適用技術(shù)、資源和優(yōu)勢(shì)均可以在EPA系統(tǒng)中得以繼承。EPA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采用特定的網(wǎng)絡(luò)安全管理功能塊，對(duì)其接收到的任何報(bào)文進(jìn)行訪問權(quán)限、訪問密碼等的檢測(cè)，使只有合法的報(bào)文才能得到處理，其他非法報(bào)文將直接予以丟棄，避免了非法報(bào)文的干擾。對(duì)于來自于互聯(lián)網(wǎng)上的遠(yuǎn)程訪問，則采用EPA代理服務(wù)器以及各種可用的信息網(wǎng)絡(luò)安全管理措施，以防止遠(yuǎn)程非法訪問。 EPA的研究現(xiàn)狀制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《用于工業(yè)測(cè)量與控制系統(tǒng)的EPA通信標(biāo)準(zhǔn)》，在此基礎(chǔ)上形成的 65C/357/NP正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)PAS文件IEC/PAS 62409，專家認(rèn)為“EPA標(biāo)準(zhǔn)”是我國(guó)第一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，改變了我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)一直所處的跟蹤研究現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在自動(dòng)控制領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)零的突破。因此，自動(dòng)化廠商現(xiàn)在生產(chǎn)的以太網(wǎng)設(shè)備都兼容地支持菊花鏈技術(shù)，或者說，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上安裝2個(gè)交換端口。另一個(gè)劣勢(shì)是碰到流量突發(fā)時(shí)，以菊花鏈?zhǔn)竭B接的交換機(jī)吞吐量和帶寬會(huì)受到限制，因?yàn)樗械挠脩舨坏貌煌ㄟ^一條共同的線纜通信。因此必須根據(jù)應(yīng)用和需求來決定到底哪種方式才是合適的。這些協(xié)議都支持標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP，所以這類應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)也可以使用。然而，自動(dòng)化中使用的配置工具不支持SNMP協(xié)議，因此很難用來配置相應(yīng)的交換機(jī)。對(duì)用戶來說最大的益處是可以用熟悉的自動(dòng)化工具配置網(wǎng)絡(luò)了，并且一張完整的材料單也可以被輕松地創(chuàng)建?？墒?，統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也因?yàn)檎w的網(wǎng)絡(luò)透明度承擔(dān)了一定的風(fēng)險(xiǎn)。因此就必須有一套明確的規(guī)則來定義通訊的時(shí)間和對(duì)象。導(dǎo)致一個(gè)致命的錯(cuò)誤甚至停機(jī)事故的往往是來自內(nèi)部的誤操作，所以分布式安全體系在自動(dòng)化領(lǐng)域是非常關(guān)鍵的。 無線網(wǎng)絡(luò)提供新的應(yīng)用可能如今無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Wireless LAN(Wireless Local Area Networks))被廣泛應(yīng)用在辦公環(huán)境中?，F(xiàn)在WLAN越來越多的成為傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的一種補(bǔ)充。例如預(yù)定數(shù)據(jù)可以從監(jiān)控中心直接送到倉(cāng)庫(kù)的鏟車上。傳輸距離方面，如果在5GHz頻率下使用合適的天線，可以達(dá)到20公里。將來，擴(kuò)展的協(xié)議IEEE 。工業(yè)環(huán)境下的無線電網(wǎng)絡(luò)也會(huì)根據(jù)WLAN的應(yīng)用有具體的區(qū)分。Zigbee非常有意思，由于其低功率的消耗，所以非常適合傳感器間的無線通訊。 更高的網(wǎng)絡(luò)帶寬的趨勢(shì)有線和無線的網(wǎng)絡(luò)都需要越來越高的網(wǎng)絡(luò)帶寬。但是，在自動(dòng)化和辦公環(huán)境中都越來越趨向于千兆以太網(wǎng)(Gigabit Ethernet)。第二，多種服務(wù)，例如控制數(shù)據(jù)，IP電話或IP視頻也快速增長(zhǎng)，并在同一根的線纜上傳輸。赫思曼已在2007年初推出了萬兆的工業(yè)級(jí)交換機(jī)。但是，隨著芯片成本的降低，千兆以太網(wǎng)將會(huì)在工業(yè)環(huán)境中日益普及。 EPA可編程控制器產(chǎn)品介紹及特點(diǎn)EPA系列可編程控制器PEC8000