现场总线结和工业以太网的应用案例

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本文为大家介绍一个现场总线结和以太网的应用案例,从而说明现场总线的应用,为工厂管理级对现场数据的访问提供了方便。本案例中底层采用PROFIBUS-DP总线协议,通过工控机采集现场仪表数据,上层采用TCP/IP协议,并利用接口通讯程序让工控机与管理层计算机实时交换数据。
  1、系统特点
  总线方式:由于采集点位于整个生产线的各个工序车间,比较分散。因此,通过总线形式,采用分布式I/O,可以节省大量的电缆,方便施工,方便调试及维护集中管理:系统通过一台工控机集中监视各能源采集量的瞬时值,并通过另外的应用程序计算累积量,并定时把各累积量发送给上级管理计算机系统跨平台性:工控机上运行Windows2000操作系统,其中运行Think&Do 监控软件进行瞬时值实时监视,并要通过TCP/IP协议,把累积量打包定时发送到上级Unix系统中去,实现了跨平台的通讯,跨平台的数据交换   

2、系统配置图

现场总线结和工业以太网的应用案例

  3、系统说明
  Think&Do Studio 6.5软件是美国Entivity公司开发的运行于WinNT或Win2K操作系统上的基于Visio2000的监控软件,具有Flowchart的控制流程设计和细致丰富的hmi人机界面。本系统利用了该软件方便的联网扫描功能、强大的计算功能,及Windows下的易于二次开发性,因此把它作为了监控软件的开发平台。
  模拟量模块和带PROFIBUS-DP接口的电表作为子站连接在PROFIBUS-DP现场总线中,气、水等各个流量通过测量仪表转换为标准的4~20mA信号,输入到模拟量模块中来,并在Think&Do中通过FlowChart进行计算,转换为相应工程单位的实际值,而电表则可以从Think&Do监控软件中直接访问,读取数据。Think&Do监控软件一方面通过监控画面实时显示数据,另一方面通过DDE Server共享给接口应用程序。
  由于本系统需要进行累积量计算,并把累积量定时上传给上级UNIX系统,因此特别为本系统用VB开发了一个用于计算和通讯的接口应用程序。该应用程序通过TextBox控件连接DDE Server,读取实时数据,并在Timer控件的定时事件中进行累计计算,从而得出各班组的累积量。
  该应用程序与Unix系统的通信形式采用基于TCP/IP的电文包方式,通信协议采用基于TCPIP的SOCKET方式的通信协议。
  能源采集系统定时主动发送数据包,并准备接受应答信号,5秒后若无应答信号,则提示连接错误;若应答信号为不成功,则重新发送数据包(三次不成功则提示数据发送失败);若应答信号为成功,则结束本次发送。

程序流程图如下:

现场总线结和工业以太网的应用案例

  本系统主要总线技术,以一台工控机实现了客户要求的所有功能,降低了成本,便于维护,是总线与计算机完美结合的产物。

  现场总线技术的出现,使得工业生产自动化水平有了实质性的提高,符合工业控制网络化、信息化的时代需求,因而具有良好的发展前景。工业自动化系统的完全数字化、并进一步采用某种标准,是实施现场总线技术的基础,因此它的前期经费投入较大。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现,标志着工业控制技术领域又一个新时代的开始,并将对该领域的发展产生重要影响。

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