選礦廠現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要目前，冶金行業(yè)中的生產(chǎn)控制系統(tǒng)局部大量使用的DCS系統(tǒng)控制，并通過(guò)線(xiàn)纜和PC機(jī)的I/O相連，依靠上位機(jī)管理軟件監(jiān)控下位機(jī)。但冶金行業(yè)中的設(shè)備復(fù)雜，且DCS系統(tǒng)控制相對(duì)集中，使得系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，調(diào)試復(fù)雜。本系統(tǒng)采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，下位機(jī)為抗干擾性極強(qiáng)的PLC，上位機(jī)通過(guò)專(zhuān)用PROFIBUS-DP通訊卡CP5611構(gòu)建的整套系統(tǒng)，分布性、可靠性與可擴(kuò)展性都得到了極大的提高。本文章通過(guò)結(jié)合現(xiàn)行開(kāi)發(fā)的基于PROFIBUS-DP的選礦控制系統(tǒng)，主要介紹了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，以及如何實(shí)現(xiàn)PROFIBUS總線(xiàn)與PLC通訊的相關(guān)技術(shù)及上位機(jī)和下位機(jī)的組態(tài)。關(guān)鍵詞:PROFIBUS-DP，PLC，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，組態(tài)

TheDesignofFieldControlSystemintheMillRunAbstractAtpresent,DCScontrolsystemiswidelyusedinmetallurgyindustry,relyingonuppersystemmanagingsoftware’smonitoringlowersystemthroughtheconnectionbetweencablebusandI/OinPC.However,theequipment’scomplexityinmetallurgyindustryandcentralizedcontrolindisturbancesuppressionleadtothedecliningofsystemstabilityandthecomplicationofdebugging.ThissystemadoptsthePROFIBUS-DPFieldbustechnologyinwhichuppersystemisPLCthatisnoteasytobedisturbedanduppersystemconstructsthewholesystemthroughthespecialPROFIBUS-DPcommunicationcardCP5611,whichresultsinthehugeincreasingofdistribution,reliabilityandexpansibility.ThisarticlemainlyintroducesthewaytorealizethecommunicationbetweenthePROFIBUSbusandPLCusingfieldbustechnologycombinedmetallurgycontrolsystembasedonProfibus-DPandtheconfigurationoftheuppersystemandtheuppersystem.Keywords:Profibus-DP,Programmablelogiccontrol,FieldBus,Configuration目錄1緒論 11.1課題背景 11.2擴(kuò)能任務(wù)及課題的提出 11.3本文所作的工作 12選礦廠工藝簡(jiǎn)介 22.1豎爐焙燒系統(tǒng) 22.2球磨濃度系統(tǒng) 22.3磁選局部 23現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù) 33.1現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn) 33.1.1現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 33.1.2現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的技術(shù)特點(diǎn) 53.1.3現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn) 63.2PROFIBUS概貌 73.2.1PROFIBUS的特點(diǎn) 73.2.2PROFIBUS-DP的概述 83.3選礦廠現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的實(shí)施方案 103.3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想 103.3.2系統(tǒng)軟硬件要求 103.3.3網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備組件 103.3.4系統(tǒng)功能 133.3.5PROFIBUS-DP主站的組態(tài) 133.3.6PROFIBUS-DP從站的組態(tài) 173.3.7通過(guò)OPC讀寫(xiě)PLC數(shù)據(jù) 194系統(tǒng)監(jiān)控與組態(tài) 214.1控制系統(tǒng)的集中監(jiān)控 214.2組態(tài)王軟件 22組態(tài)王的工作原理 234.2.2組態(tài)畫(huà)面設(shè)計(jì) 244.2.3組態(tài)王與S7-200的PROFIBUS-DP通信方式 294.3組態(tài)王組態(tài)軟件的應(yīng)用現(xiàn)狀及開(kāi)展前景 325現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)的組成 335.1現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)于DCS系統(tǒng)I/0總線(xiàn)上的集成 335.2現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)于DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層的集成 355.3現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通過(guò)網(wǎng)關(guān)與DCS系統(tǒng)并行集成 365.4應(yīng)用前景 376現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的開(kāi)展趨勢(shì)和前景 396.1現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的開(kāi)展趨勢(shì) 396.2現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)應(yīng)用工程的開(kāi)展趨勢(shì) 406.3現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的前景 417結(jié)論 43參考文獻(xiàn) 44致謝 451緒論1.1課題背景2005年，酒鋼選礦廠系統(tǒng)擴(kuò)能、改造。之前，酒鋼選礦廠有22座100立方米豎爐、8個(gè)磨礦系列、10臺(tái)SHP-3200型強(qiáng)磁選機(jī)、5臺(tái)50米濃縮機(jī)、18臺(tái)過(guò)濾機(jī)以及配套的礦石輸送和動(dòng)力供給系統(tǒng)，形成了礦石復(fù)原焙燒磁選和粉礦強(qiáng)磁選兩大生產(chǎn)工藝流程，涉及年處理原礦500萬(wàn)噸。擴(kuò)能改造方案設(shè)計(jì)處理鐵礦石為650萬(wàn)噸，年生產(chǎn)鐵精礦為333萬(wàn)噸。增加的主要設(shè)備有：4臺(tái)100立方米雙層燃燒室豎爐；4臺(tái)3235球磨機(jī)；9臺(tái)SLON2000型高梯度強(qiáng)磁選機(jī)；6臺(tái)旋流器組；2座25米高效濃縮大井等。1.2擴(kuò)能任務(wù)及課題的提出我們模擬設(shè)計(jì)擴(kuò)能可分為4局部：鐵礦豎爐焙燒局部、球磨局部、溢流濃度局部和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)局部。本文就是對(duì)其中的第四局部——現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)局部進(jìn)行一些設(shè)計(jì)和研究。系統(tǒng)新增的設(shè)備比擬多，原有控制系統(tǒng)預(yù)留局部已不能滿(mǎn)足此次擴(kuò)能改造的要求，需增加相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)及控制站。1.3本文所作的工作本文主要進(jìn)行選礦廠現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的研究與設(shè)計(jì)，在研究的根底上采用PC機(jī)、S7—200和通信模塊卡件等組成硬件系統(tǒng)。為了進(jìn)行更好的驗(yàn)證以及更快的將研究成果應(yīng)用到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，本文將使用軟件、和組態(tài)王6.5實(shí)現(xiàn)對(duì)的上位機(jī)與下位機(jī)硬件及軟件組態(tài)和控制，從而使這個(gè)計(jì)控系統(tǒng)對(duì)整個(gè)選礦廠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制，進(jìn)一步提高原有及新增的設(shè)備的生產(chǎn)能力，僅而提高效率到達(dá)增產(chǎn)的目的。

2選礦廠工藝簡(jiǎn)介圖1.1選礦廠工藝流程圖2.1豎爐焙燒系統(tǒng)豎爐內(nèi)的加熱過(guò)程為復(fù)原焙燒過(guò)程。復(fù)原焙燒是在復(fù)原氣中焙燒礦石。通常要向物料中添加復(fù)原劑〔高爐煤氣和CO的混合氣體〕。采用的復(fù)原劑有煤粉和碳粉。鐵礦過(guò)程中復(fù)原焙燒主要用于增加鐵礦的磁性，其目的均是使赤鐵礦和褐鐵礦復(fù)原成四氧化三〔一種強(qiáng)磁性物質(zhì)〕，這就可以在弱磁場(chǎng)磁選機(jī)內(nèi)進(jìn)行磁選富集。2.2球磨濃度系統(tǒng)球磨濃度系統(tǒng)是冶金行業(yè)選礦過(guò)程中一個(gè)復(fù)雜而又重要的環(huán)節(jié)，礦石在球磨機(jī)內(nèi)受鋼球的作用被研磨成粒度在幾十μm左右的細(xì)礦。生產(chǎn)過(guò)程中，要實(shí)時(shí)監(jiān)控給礦量、給水量以及加球量等諸多因素，才能到達(dá)最正確的磨機(jī)生產(chǎn)率，而影響磨機(jī)生產(chǎn)率的主要操作因素是球磨機(jī)的磨礦濃度。在磨礦過(guò)程中需嚴(yán)格控制加水量，保證球磨機(jī)內(nèi)適宜的磨礦濃度。對(duì)給水量的實(shí)時(shí)控制，成為磨礦濃度系統(tǒng)控制的關(guān)鍵所在。2.3磁選局部本局部的功能主要由磁選機(jī)來(lái)完成。磁選機(jī)適用于實(shí)時(shí)選別細(xì)顆粒的強(qiáng)性礦物，它可以連續(xù)給礦和排礦、磁場(chǎng)深度大，工作間隙大，具有較高處理能力。其原理是當(dāng)?shù)V漿進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，其中強(qiáng)磁性礦物被吸附在圓筒外表，弱磁性礦物被甩排出，而吸附在原外表上的強(qiáng)磁性礦物隨圓筒旋轉(zhuǎn)，被帶出磁場(chǎng)區(qū)，用沖洗水沖入精礦槽中，完成分選作業(yè)。

3現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)進(jìn)入20世紀(jì)90年代，工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模越來(lái)越大，生產(chǎn)的過(guò)程也日益強(qiáng)化；并且人們對(duì)環(huán)境保護(hù)和生產(chǎn)平安的意識(shí)也更加提高，國(guó)家也制訂了與之有關(guān)的規(guī)程或法令。此外，隨著經(jīng)濟(jì)的國(guó)際化，企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)不可防止，這就迫使企業(yè)的生產(chǎn)向著穩(wěn)產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、環(huán)保與平安的方向開(kāi)展。因此對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制的點(diǎn)數(shù)與質(zhì)量要求也越來(lái)越高。因此，尋求現(xiàn)場(chǎng)儀表的數(shù)字化、智能化，使大量的一般控制功能下放到現(xiàn)場(chǎng)去解決，以減少主機(jī)的負(fù)擔(dān)：同是通向控制室的電纜數(shù)量也要求減少。因此，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)就充當(dāng)了這種角色，而解決了此問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)是采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)作為通信系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)將使控制得到最終的分散，從而使DCS系統(tǒng)中原有的操作管理站發(fā)揮上位機(jī)的功能，執(zhí)行對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化、信息管理和調(diào)度等工作?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)把控制功能移到現(xiàn)場(chǎng)，減少了DCS系統(tǒng)所需的空間，減少了輸入輸出的接口，減少了機(jī)柜的空間和附屬設(shè)備，例如平安隔離柵、接線(xiàn)端子等?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是上位機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的協(xié)議，是用于現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室系統(tǒng)的一種開(kāi)放、全數(shù)字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)。它是一種在制造業(yè)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用的、與設(shè)備制造商無(wú)關(guān)的、開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。3.1現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。傳統(tǒng)模擬控制系統(tǒng)采用一對(duì)一的設(shè)備連接，按控制回路分別進(jìn)行連接。位于現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量變送器與位于控制室的控制器之間，控制器與位于現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行器、開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)之間均為一對(duì)一的物理連接?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)由于采用了智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，能夠把原先DCS系統(tǒng)中處于控制室的控制模塊、各輸入輸出模塊置入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中，加上現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有通信能力，現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量變送儀器可以與閥門(mén)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接傳送信號(hào)，因而控制系統(tǒng)功能能夠不依賴(lài)控制室的計(jì)算機(jī)或控制儀表，直接在現(xiàn)場(chǎng)完成，實(shí)現(xiàn)了徹底的分散控制。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)〔FCS〕與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)〔如DCS〕結(jié)構(gòu)比照方圖3.1：圖3.1FCS與DCS結(jié)構(gòu)比擬由于采用數(shù)字信號(hào)代替模擬信號(hào)，因而可實(shí)現(xiàn)一對(duì)電線(xiàn)上傳輸多個(gè)信號(hào)，如運(yùn)行參數(shù)值、多個(gè)設(shè)備狀態(tài)、故障信息等，同時(shí)又為多個(gè)設(shè)備提供電源，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以外不再需要D/A、A/D轉(zhuǎn)換器件。這樣就為簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、節(jié)約硬件設(shè)備、節(jié)約連接線(xiàn)纜與各種安裝、維護(hù)費(fèi)用創(chuàng)制了條件。表3-1為FCS與DCS的詳細(xì)比照。FCSDCS結(jié)構(gòu)一對(duì)多：一對(duì)傳輸線(xiàn)接多臺(tái)儀表，雙向傳輸多個(gè)信號(hào)一對(duì)一：一對(duì)傳輸線(xiàn)接一臺(tái)儀表，單向傳輸一個(gè)信號(hào)可靠性可靠性：數(shù)字信號(hào)傳輸抗干擾能力強(qiáng)，精度高可靠性差：模擬信號(hào)傳輸不僅精度低，而且容易受干擾互換性用戶(hù)可以自由選擇不同制造商提供的性能價(jià)格比最優(yōu)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和儀表，并將不同品牌的同類(lèi)儀表互連。即使某臺(tái)儀表故障，換上其他品牌的照樣工作，實(shí)現(xiàn)“即接即用〞。盡管模擬儀表統(tǒng)一了信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)〔4~20mA〕DC，可是大局部技術(shù)參數(shù)仍由制造商自定，致使不同的品牌儀表不能互換。儀表智能儀表除了具有模擬儀表的檢測(cè)、變換、補(bǔ)償?shù)裙δ芡?，還具有數(shù)字通信能力，并且具有控制和運(yùn)算的能力模擬儀表只具有檢測(cè)、變換、補(bǔ)償?shù)裙δ芸刂瓶刂乒δ芊稚⒃诟鱾€(gè)智能儀表中所有的控制功能都集中在控制站中表3.1FCS與DCS的比照3.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的技術(shù)特點(diǎn)系統(tǒng)的開(kāi)放性開(kāi)放系統(tǒng)是指通信協(xié)議公開(kāi)，各不同廠家的設(shè)備之間可以進(jìn)行互連并實(shí)現(xiàn)信息交換，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)開(kāi)發(fā)者就是要致力與建立統(tǒng)一的工廠底層網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放系統(tǒng)。這里的開(kāi)放是指對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致性、公開(kāi)性，強(qiáng)調(diào)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的共識(shí)與遵從。一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，它可以與任何遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其他設(shè)備和系統(tǒng)相連。一個(gè)具有總線(xiàn)功能的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)必須是開(kāi)放的，開(kāi)放系統(tǒng)把系統(tǒng)集成的權(quán)利交給了用戶(hù)，用戶(hù)可按自己的需要和對(duì)象，把來(lái)自不同供給商的產(chǎn)品組成大小隨意的系統(tǒng)。互可操作性與互用性這里的互可操作性，是指實(shí)現(xiàn)互連設(shè)備間、系統(tǒng)間的信息傳送與溝通，可實(shí)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)字通信。可互用性那么意味著不同生產(chǎn)廠家的性能類(lèi)似的設(shè)備可進(jìn)行互換而實(shí)現(xiàn)互用?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性它將傳感測(cè)量、補(bǔ)償計(jì)算、工程處理與控制等功能分散到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中完成，僅靠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備即可完成自動(dòng)控制的根本功能，并可隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備本身已可完成自動(dòng)控制的根本功能，使得現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)已構(gòu)成一種新的全分布式控制系統(tǒng)的體系機(jī)構(gòu)，從根本上改變了現(xiàn)有DCS集中與分散相結(jié)合的集散控制系統(tǒng)體系，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性工作在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備前端，作為工廠網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，是專(zhuān)為在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境工作而設(shè)計(jì)的，它可以支持雙絞線(xiàn)、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線(xiàn)、電力線(xiàn)等，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能采用兩線(xiàn)制實(shí)現(xiàn)電力傳送與通信，并可滿(mǎn)足平安防爆要求等。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的選擇權(quán)增至最大。采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的智能儀表不僅具有強(qiáng)大的各種功能，而且，由于具有可互操作性，使得用戶(hù)不必為所選儀表是否能與原有的儀表、接口互配而煩惱。消除了4～20mA模擬儀表通信的瓶頸現(xiàn)象。降低現(xiàn)場(chǎng)安裝費(fèi)用和減少相應(yīng)的設(shè)備。為用戶(hù)提供更多的功能。由于采用雙向通信，因此，用戶(hù)可以在控制室通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)對(duì)位于現(xiàn)場(chǎng)的智能儀表進(jìn)行標(biāo)定、校驗(yàn)和進(jìn)行故障的診斷等，用戶(hù)可以得到儀表的更多信息，例如儀表位號(hào)、最近一次標(biāo)定的時(shí)間等。此外，由于控制功能下移到變送器或執(zhí)行器，是采樣周期縮短，控制質(zhì)量提高。增加了系統(tǒng)的自治性。采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的智能儀表后，操作人員可以在控制室方便地對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視、操作和控制。原分散過(guò)程控制裝置的功能在現(xiàn)場(chǎng)儀表中實(shí)現(xiàn)，從而增加了系統(tǒng)的自治性。提高了系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)精度。系統(tǒng)組態(tài)簡(jiǎn)單，安裝、運(yùn)行和維修方便?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)儀表的組態(tài)可以在控制室進(jìn)行，它的調(diào)試也比模擬儀表方便和快捷。自診斷的功能是維修變得十分方便。在信息技術(shù)飛速開(kāi)展的同時(shí)，自動(dòng)化領(lǐng)域也發(fā)生了深刻的技術(shù)變革，產(chǎn)生了自動(dòng)化領(lǐng)域的開(kāi)放系統(tǒng)互連的通信網(wǎng)絡(luò)——現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)，形成了全分布式網(wǎng)絡(luò)集成自動(dòng)化系統(tǒng)。由現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)構(gòu)成的控制系統(tǒng)成為工業(yè)企業(yè)網(wǎng)中控制網(wǎng)絡(luò)的典型模式?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)這一開(kāi)放的、具有互操作性的網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)各控制器及儀表設(shè)備互連，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)，同時(shí)控制功能徹底下放到現(xiàn)場(chǎng)，降低了安裝本錢(qián)和維護(hù)費(fèi)用，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)“綜合自動(dòng)化〞奠定了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的過(guò)程自動(dòng)化根底?；谟?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、控制系統(tǒng)技術(shù)等融合的現(xiàn)場(chǎng)總統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，屬于綜合性、實(shí)用的技術(shù)，因此現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)已經(jīng)成為世界上新的自控技術(shù)熱點(diǎn)，被譽(yù)為跨世紀(jì)的自控新技術(shù)。3.2PROFIBUS概貌PROFIBUS是作為德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，ISO/OSI模型也是它的參考模型。由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA組成了PROFIBUS系列。DP型用于分散外設(shè)間的高速傳輸，適合于加工自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用。FMS為現(xiàn)場(chǎng)信息標(biāo)準(zhǔn)，適用于紡織、樓宇自動(dòng)化、可編程控制器、低壓開(kāi)關(guān)等一般自動(dòng)化，而PA型那么是用于過(guò)程自動(dòng)化的總線(xiàn)類(lèi)型，它遵從IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)技術(shù)是以西門(mén)子公司為主的十幾家德國(guó)公司、研究共同推出的。它采用OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層，由這兩局部形成了其標(biāo)準(zhǔn)第一局部的子集，DP型隱去了第3～7層，而增加了直接數(shù)據(jù)連接似合作為用戶(hù)接口，F(xiàn)MS型只隱去了第3～6層，采用了應(yīng)用層，作為標(biāo)準(zhǔn)的第二局部。PA型的標(biāo)準(zhǔn)還處于制定過(guò)程中，其傳輸技術(shù)遵從IEC1158—2〔H1〕標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)供電與本質(zhì)平安防爆。PROFIBUS支持主—從系統(tǒng)、純主站系統(tǒng)、多主多從系統(tǒng)等幾種傳輸方式。主站具有對(duì)總線(xiàn)的控制權(quán)、可主動(dòng)發(fā)送信息。對(duì)多主站系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主站之間采用令牌方式傳遞信息，得到令牌的站點(diǎn)可在一個(gè)事先規(guī)定的時(shí)間內(nèi)具有總線(xiàn)控制權(quán)，并事先規(guī)定好令牌在各主站中循環(huán)一周的最長(zhǎng)時(shí)間。按PROFIBUS的通信標(biāo)準(zhǔn)，令牌在主站之間按地址編號(hào)順序，沿上行方向進(jìn)行傳遞。主站在得到控制權(quán)時(shí)，可以按主—從方式，向從站發(fā)送或索取信息，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。主站可采取對(duì)所有站點(diǎn)播送〔不要求應(yīng)答〕，或有選擇的向一組站點(diǎn)播送。1200m，在12Mbit/s為200m，可使用中繼器延長(zhǎng)至10km。其傳輸介質(zhì)可以是雙絞線(xiàn)，也可以是光纜，最多可掛127個(gè)站點(diǎn)。PROFIBUS協(xié)議通常用于實(shí)現(xiàn)與分布式I/O〔遠(yuǎn)程I/O〕的高速通訊?？梢允褂貌煌瑥S家的PROFIBUS設(shè)備。這些設(shè)備包括普通的輸入/輸出模塊、電機(jī)控制器和PLC。3.2.1PROFIBUS的特點(diǎn)PROFIBUS定義串行現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)的技術(shù)特征。串行現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)可以從現(xiàn)場(chǎng)級(jí)到單元級(jí)，使分散的數(shù)字可編程的控制器形成網(wǎng)絡(luò)。PROFIBUS是一個(gè)多主站系統(tǒng)，他允許假設(shè)干個(gè)帶各自從站的分散外設(shè)的自動(dòng)化系統(tǒng)、工程系統(tǒng)或可視化系統(tǒng)在一條總線(xiàn)上聯(lián)合運(yùn)行。PROFIBUS分為主站設(shè)備和從站設(shè)備兩類(lèi)。主站設(shè)備〔Masterdevice〕決定總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)通信。當(dāng)主站持有總線(xiàn)存取權(quán)時(shí)，它可以發(fā)送報(bào)文而不需要有外部請(qǐng)求。主站也稱(chēng)為主動(dòng)站。從站設(shè)備〔Slavedevice〕時(shí)外圍設(shè)備，如Ｉ／Ｏ設(shè)備、閥門(mén)、驅(qū)動(dòng)器和測(cè)量變送器等。它們沒(méi)有總線(xiàn)存取權(quán)，他們只能應(yīng)答所接收到的報(bào)文或當(dāng)主站請(qǐng)求時(shí)向主站回發(fā)報(bào)文。從站稱(chēng)為被動(dòng)站。由于它們只需要實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)協(xié)議的一局部功能，因此其實(shí)現(xiàn)特別經(jīng)濟(jì)。3.2.2PROFIBUS-DP的概述1.概述PROFIBUS—DP用于現(xiàn)場(chǎng)層的高速數(shù)據(jù)傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息?？偩€(xiàn)循環(huán)時(shí)間必須要比主站〔PLC〕程序循環(huán)時(shí)間短。除周期性用戶(hù)數(shù)據(jù)傳輸外，PROFIBUS-DP還提供智能化設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)．診斷和報(bào)警處理。2.

PROFIBUS-DP的特性及系統(tǒng)組成〔1〕PROFIBUS-DP的特性PROFIBUS-DP使用物理層，數(shù)據(jù)鏈接層和用戶(hù)接口，用于現(xiàn)場(chǎng)層的高速數(shù)據(jù)傳送。主站周期地讀取從站地輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息?？偩€(xiàn)循環(huán)時(shí)間必須要比主站程序循環(huán)時(shí)間短。此外，PROFIBUS-DP還提供智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報(bào)警處理及復(fù)雜設(shè)備在運(yùn)行中參數(shù)確實(shí)定。PROFIBUS-DP根本功能和特性如下:(1)遠(yuǎn)程高速通信Kbps到12Mbps的傳輸速率;12Mbps時(shí)最大傳輸距離為100m，Mbps時(shí)為200(2)分布式結(jié)構(gòu)各主站間令牌傳遞，主站與從站為主－從傳送;每段可有32個(gè)站，用連接線(xiàn)可擴(kuò)展到126個(gè)站;(3)易于安裝，開(kāi)放式的通訊網(wǎng)絡(luò);(4)可靠性高，具備自診斷功能。

PROFIBUS-DP主站分為一類(lèi)主站和二類(lèi)主站。一類(lèi)主站完成總線(xiàn)通信控制與管理，完成周期性數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)，包括PLC、PC或可做一類(lèi)主站的控制器。二類(lèi)主站完成非周期性數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)，如數(shù)據(jù)讀寫(xiě)、系統(tǒng)配置、故障診斷等，包括操作員工作站(如PC機(jī)加圖形監(jiān)控軟件)、編程器、HMI等。PROFIBUS-DP從站主要進(jìn)行輸入、輸出信號(hào)采集和發(fā)送，包括PLC或其他控制器、分散式I/O、智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備等。3.系統(tǒng)組成

為便于表達(dá)和理解，現(xiàn)組成一個(gè)雙主站單從站的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)，如圖3.2所示。具體配置如下:圖3.2

PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)(1)硬件:帶SiemensCP5611卡的PC機(jī)兩臺(tái)，一臺(tái)配置為一類(lèi)主站，另一臺(tái)配置為二類(lèi)主站;從站為SiemensS7-200系列PLC的CPU224一塊，帶SiemensEM277-DP通訊模塊;三個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接器;連接線(xiàn)為9針D型連接線(xiàn)。(2)軟件:用于軟件編程的和用于實(shí)現(xiàn)PROFIBUS-DP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)配置的SIMATICNET6.0。3.3選礦廠現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的實(shí)施方案系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想酒鋼選礦廠自動(dòng)控制系統(tǒng)由三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成:豎爐焙燒系統(tǒng)：由S7—200PLC2#機(jī)和上位監(jiān)控系統(tǒng)組成，主要完成對(duì)鐵礦石進(jìn)行焙燒和復(fù)原，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒室溫度、復(fù)原煤氣流量、爐頂負(fù)壓的閉環(huán)控制。球磨控制系統(tǒng)：由S7—200PLC3#機(jī)和上位監(jiān)控系統(tǒng)組成，主要完成對(duì)燒結(jié)后的礦石進(jìn)行研磨，實(shí)現(xiàn)對(duì)球磨機(jī)給礦量及磨礦濃度的閉環(huán)控制。磨礦溢流濃度控制系統(tǒng)：由S7—200PLC4#機(jī)和上位監(jiān)控系統(tǒng)組成，主要完成出料濃度和溢流槽液位的控制。PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是當(dāng)今國(guó)際上比擬流行的一種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，具有很好的靈活性和可靠性，在性能價(jià)格比上也占有很大的優(yōu)勢(shì)。PROFIBUS-DP具有快速、即插即用、效率高、本錢(qián)低等特性。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用條件，因此設(shè)計(jì)采用SIEMENSPROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建選礦廠局域網(wǎng)系統(tǒng)。依據(jù)各系統(tǒng)的不同功能，該局域網(wǎng)分別以上述3個(gè)子系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)〔2#、3#、4#分站〕,并以上層的工業(yè)PC為主站。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將完成三個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的各工藝環(huán)節(jié)重要設(shè)備信號(hào)參數(shù)的數(shù)據(jù)通信，通信數(shù)據(jù)在上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，并實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)選礦生產(chǎn)的全面實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)軟硬件要求*

PC機(jī)4臺(tái)，Windows2000操作系統(tǒng)*CP5611通信板卡〔PROFIBUS-DP〕4塊*

S7-200系列PLC三臺(tái)及SiemensEM277DP通訊模塊3塊*

9針D型電纜〔PROFIBUS-DP〕*

安裝STEP7-MICROWIN3.2軟件網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備組件根據(jù)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸率、信息長(zhǎng)度、節(jié)點(diǎn)間距離及通信設(shè)備備件數(shù)量及類(lèi)型等方面綜合分析考慮，對(duì)整個(gè)選礦系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，采用PROFIBUS—DP通信協(xié)議，通信模版選用CP5611，S7—200使用通信模塊EM277應(yīng)用RS—485傳輸技術(shù)，使用屏蔽雙絞線(xiàn)作為通信媒介，通過(guò)這些硬件連接成PROFIBUS—DP網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3.3所示。由圖可見(jiàn)，數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)CP5611通信模塊〔主站〕向下面的EM277〔從站〕進(jìn)行通信的。圖3.3選礦系統(tǒng)配置圖一些硬件的定貨號(hào)為EM277PROFIBUS-DP模塊6ES7277-0AA22-0XA0CPU224AC/DC/繼電器6ES7214-1BD20-0XB0CP5611PCI通訊卡

43806GK1561-1AM00

PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)電纜6XUI830-0AH10整個(gè)系統(tǒng)由S7-200完成現(xiàn)場(chǎng)采集，通過(guò)冗余的PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與中央管理控制系統(tǒng)的冗余通信、數(shù)據(jù)效勞器相連接，并使用組態(tài)王6.5軟件進(jìn)行所有可編程控制器的集中管理、組態(tài)和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)選礦系統(tǒng)的控制、協(xié)調(diào)和管理，由此提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性、靈活性，優(yōu)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和性能?？刂葡到y(tǒng)劃分為三個(gè)技術(shù)層次，即現(xiàn)場(chǎng)控制層〔包括中央控制器〕、數(shù)據(jù)庫(kù)效勞層、中央管理層?！?〕低層〔現(xiàn)場(chǎng)控制層〕：現(xiàn)場(chǎng)控制功能按層可分為鐵礦豎爐焙燒子系統(tǒng)、球磨機(jī)給礦子系統(tǒng)、溢流濃度子系統(tǒng)三局部。其中每個(gè)子系統(tǒng)區(qū)域由區(qū)域控制器〔SIEMENSS7系列可編程控制器〕實(shí)現(xiàn)各局部相關(guān)信號(hào)的檢測(cè)與控制。〔2〕中間層〔數(shù)據(jù)庫(kù)效勞層〕：作為現(xiàn)場(chǎng)控制層與中央管理層之間的數(shù)據(jù)接口。一方面，數(shù)據(jù)庫(kù)效勞器通過(guò)PROFIBUS總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制的數(shù)據(jù)記錄與管理，另一方面，效勞器中的數(shù)據(jù)庫(kù)又是上層即中央管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來(lái)源?！?〕最高層〔中央管理層〕：負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)狀態(tài)，并根據(jù)需要控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備動(dòng)作、統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行信息、調(diào)整系統(tǒng)功能等。整個(gè)控制系統(tǒng)采用德國(guó)西門(mén)子公司的全集成自動(dòng)化技術(shù)，由于硬件、軟件之間的充分協(xié)調(diào)，以及在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)完全一體化，使得系統(tǒng)的整體性非常高。各個(gè)區(qū)域控制器通過(guò)冗余的環(huán)形光纜PROFIBUS總線(xiàn)而成為一個(gè)整體，任何控制器都可以透明、快捷的訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)中任一個(gè)輸入/輸出點(diǎn)和進(jìn)行信息交換如同人體血液流動(dòng)一樣自然通暢。使用EM277將S7-200CPU作為DP從站連接到網(wǎng)絡(luò)通過(guò)EM277PROFIBUS-DP擴(kuò)展從站模塊，可將S7-200CPU連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。EM277經(jīng)過(guò)串行I/O總線(xiàn)連接到S7-200CPU。PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)其DP通信端口，連接到EM277PROFIBUS模塊。作為DP從站，EM277模塊接受從主站來(lái)的多種不同的I/O配置，向主站發(fā)送和接受不同數(shù)量的數(shù)據(jù)。這種特性使用戶(hù)能修改所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，以滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的需要。與許多DP站不同的是，EM277模塊不僅僅是傳輸I/O數(shù)據(jù)。EM277能讀寫(xiě)S7-200CPU中定義的變量數(shù)據(jù)塊。這樣，使用戶(hù)能與主站交換任何類(lèi)型的數(shù)據(jù)。首先將數(shù)據(jù)移到S7-200CPU中的變量存儲(chǔ)器，就可將輸入、計(jì)數(shù)值、定時(shí)器值或其他計(jì)算值傳送到主站。類(lèi)似地，從主站來(lái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在S7-200CPU中的變量存儲(chǔ)器內(nèi)，并可移到其他數(shù)據(jù)區(qū)。主站通過(guò)將其輸出區(qū)來(lái)的信息發(fā)送給從站的輸出緩沖區(qū)〔稱(chēng)為“接受信箱〞〕，與每個(gè)從站交換數(shù)據(jù)。從站將其輸入緩沖區(qū)〔稱(chēng)為發(fā)送信箱〕的數(shù)據(jù)返回給主站的輸入?yún)^(qū)，以響應(yīng)從主站來(lái)的信息。EM277可用DP主站組態(tài)，以接受從主站來(lái)的輸出數(shù)據(jù)，并將輸入數(shù)據(jù)返回給主站。輸出和輸入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)駐留在S7-200CPU的變量存儲(chǔ)器〔V存儲(chǔ)器〕內(nèi)。當(dāng)用0戶(hù)組態(tài)DP主站時(shí)，應(yīng)定義V存儲(chǔ)器內(nèi)的字節(jié)位置。從這個(gè)位置開(kāi)始為輸出數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，它應(yīng)作為EM277的參數(shù)賦值信息的一個(gè)局部。用戶(hù)也要定義I/O配置，它是寫(xiě)入到S7-200CPU的輸出數(shù)據(jù)總量和從S7-200CPU返回的輸入數(shù)據(jù)總量。EM277從I/O配置確定輸入和輸出緩沖區(qū)的大小。DP主站將參數(shù)賦值和I/O配置信息寫(xiě)入到EM277PROFIBUS-DP模塊，然后，EM277將V存儲(chǔ)器地址和輸入及輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度傳送給S7-200CPU。系統(tǒng)功能組成網(wǎng)絡(luò)以后，通過(guò)PC機(jī)管理人員簡(jiǎn)單操作即可實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)實(shí)行集中監(jiān)控。該系統(tǒng)主要有以下一些功能：1．對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控：通過(guò)PC機(jī)上的簡(jiǎn)單操作，可以對(duì)每臺(tái)機(jī)器的控制?？梢詫?duì)每個(gè)系統(tǒng)的控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。2．實(shí)時(shí)監(jiān)控：實(shí)時(shí)顯示各局部的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)顯示溫度、壓力等參數(shù)，并可以設(shè)定PC機(jī)及HMI〔TP7〕控制優(yōu)先級(jí)。3．報(bào)警功能：能立即顯示每個(gè)設(shè)備當(dāng)前產(chǎn)生的故障，同時(shí)能查詢(xún)歷史故障信息。4．曲線(xiàn)實(shí)時(shí)記錄：能對(duì)溫度、流量、壓力以曲線(xiàn)的形式顯示，從而根據(jù)曲線(xiàn)能夠很好地分析控制規(guī)律，來(lái)對(duì)控制程序?qū)崿F(xiàn)實(shí)施優(yōu)化。5．打印功能：能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)、溫度曲線(xiàn)、故障信息等用戶(hù)所關(guān)心的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行打印，便于分析選礦系統(tǒng)的運(yùn)行情況。6．聯(lián)機(jī)幫助：用戶(hù)可以通過(guò)聯(lián)機(jī)幫助方便和準(zhǔn)確地操作，有利于分析和解決一些問(wèn)題。3.3.5PROFIBUS-DP主站的組態(tài)在這里我以對(duì)雙主站單從站的PROFIBUS-DP1.

一類(lèi)主站的組態(tài)在PC1(一類(lèi)主站)使用軟件來(lái)組態(tài)整個(gè)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。具體步驟如下:(1)使用SIMATIC程序組中的ConfigurationConsole設(shè)定PROFIBUS的模式為ConfiguredMode，插槽號(hào)隨意，如圖3.4所示:圖3.4

ConfigurationConsole(2)用PCStationWizard進(jìn)行一系列簡(jiǎn)單的設(shè)置后新建一個(gè)工程設(shè)置CP5611的參數(shù):網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型設(shè)為PROFIBUS，站地址為1(也可為其他值，但不能重復(fù)，其他站點(diǎn)地址的設(shè)定與此類(lèi)同);加上PROFIBUS-DP總線(xiàn)(DPmastersystem(1))，并把CP5611設(shè)為DP-Master(即一類(lèi)主站)。導(dǎo)入EM277的GSD文件，在視窗右側(cè)的從站設(shè)備欄里面就可以找到EM277模塊了。將EM277圖標(biāo)拖到DP總線(xiàn)上，站地址為設(shè)置2，V存儲(chǔ)器偏移量本例設(shè)置為4000，然后根據(jù)需要設(shè)定EM277的發(fā)送和接收緩沖區(qū)大小。最后將配置結(jié)果下載到模塊。結(jié)果如圖3.5所示:圖3.5一類(lèi)主站的組態(tài)至此，本PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一類(lèi)主站與從站的主從關(guān)系已經(jīng)確立了。下面接著配置二類(lèi)主站。2.

二類(lèi)主站的組態(tài)(1)同樣還是在PC1上，在圖3.5的界面中點(diǎn)擊圖標(biāo)(ConfigureNetwork)，彈出如圖3.6的界面。添加一個(gè)SIMATICPCStation(此時(shí)這個(gè)PCStation還沒(méi)有掛到DP網(wǎng)上)，并雙擊它，彈出如圖3.7的窗口(此窗口與圖3類(lèi)同)。手動(dòng)添加OPCServer和CP5611，槽位隨意。將CP5611站點(diǎn)地址設(shè)為3，附屬于之前添加的DP網(wǎng)，并設(shè)定為DPMasterClass2(即二類(lèi)主站)，將配置結(jié)果下載到模塊。再次點(diǎn)擊，可看到PCStation掛到DP網(wǎng)上了。圖3.6

ConfigureNetwork圖3.7

二類(lèi)主站的組態(tài)(2)現(xiàn)在操作對(duì)象轉(zhuǎn)到PC2上。同樣運(yùn)行ConfigurationConsole，設(shè)置也與PC1相同。翻開(kāi)PCStationWizard新建一個(gè)工程。將CP5611設(shè)為DPMasterClass2，站地址設(shè)為3，同樣要附屬于DPmastersystem(1)。將配置結(jié)果下載到模塊。3.3.6PROFIBUS-DP從站的組態(tài)1.從站的組態(tài)為了將EM277作為一個(gè)DP從站使用，必須設(shè)定與主站組態(tài)中的地址相匹配的DP端口地址(之前設(shè)定的地址為2)。從站地址是使用EM277模塊上的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)設(shè)定的。在變動(dòng)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)之后，用戶(hù)必須重新啟動(dòng)CPU電源。EM277輸出和輸入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)駐留在S7-200CPU變量存儲(chǔ)器(V存儲(chǔ)器)內(nèi)，輸入緩沖區(qū)緊緊跟隨輸出緩沖器。緩沖區(qū)的大小是由DP主站組態(tài)設(shè)定的(之前設(shè)定為8BytesOut/8BytesIn)。組態(tài)后，EM277可接收從主站來(lái)的輸出數(shù)據(jù)，并將輸入數(shù)據(jù)返回給主站。主從站緩沖區(qū)的關(guān)系如圖3.8:圖3.8

主從站的緩沖區(qū)假設(shè)EM277PROFIBUS-DP從站模塊為I/O鏈中的第一個(gè)智能模塊，那么它的狀態(tài)信息從CPU224中的SMB200到SMB249獲得;假設(shè)EM277為第二個(gè)智能模塊，其狀態(tài)從SMB250到SMB299獲得。只有DP主站才可以組態(tài)運(yùn)行了DP方式下的EM277DP模塊，用戶(hù)不能通過(guò)改寫(xiě)有關(guān)SMB存儲(chǔ)單元來(lái)組態(tài)EM277DP模塊的緩沖區(qū)大小或位置。由表3.1中專(zhuān)用存儲(chǔ)器字節(jié)的說(shuō)明，不難寫(xiě)出CPU224的DP通信程序，見(jiàn)表3.2。表3.2通過(guò)OPC讀寫(xiě)PLC數(shù)據(jù)OPC(OLEforProcessControl)是過(guò)程控制業(yè)中的新興標(biāo)準(zhǔn)，它的出現(xiàn)為基于Windows的應(yīng)用程序和現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制應(yīng)用建立了橋梁。可以通過(guò)Siemens提供的OPCServer程序讀寫(xiě)PLC中的數(shù)據(jù)。1.一類(lèi)主站PC1讀寫(xiě)PLC在PC1上翻開(kāi)SIMATIC程序組中的OPCScout，新建一個(gè)組名。翻開(kāi)新建組的“OPC-Navigator〞，在DP目錄下的Slave002就是從站CPU224，M00_I和M00_Q即對(duì)應(yīng)從站的輸入和輸出緩沖區(qū)。將M00_I和M00_Q目錄下的變量按需求添加(如圖3.9)，確認(rèn)后OPC就開(kāi)始運(yùn)行了。如果變量的“Quality〞顯示“good〞，表示OPCServer程序已經(jīng)通過(guò)PROFIBUS-DP總線(xiàn)協(xié)議和PLC建立了連接運(yùn)行關(guān)系。此時(shí)不僅可以讀取PLC中的數(shù)據(jù)，還可以向PLC寫(xiě)數(shù)據(jù)。2.二類(lèi)主站PC2的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)在PC2上同樣翻開(kāi)OPCScout，新建組名。在該組名的“OPC-Navigator〞下添加二類(lèi)主站相應(yīng)的輸入和輸出緩沖區(qū)，確認(rèn)。PC2就可以訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)了，各數(shù)據(jù)的變化同PC1中的是同步的。要注意的是:當(dāng)PC1的OPCScout關(guān)閉的時(shí)候，PC2的OPCScout對(duì)DP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)也中斷了。這證明了CPU224僅僅附屬于一類(lèi)主站PC1，而二類(lèi)主站PC2不能控制它(僅能進(jìn)行數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn))。

OPC-Navigator

4系統(tǒng)監(jiān)控與組態(tài)隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的不斷興起和過(guò)程控制要求的日益復(fù)雜化，各個(gè)國(guó)家的組態(tài)軟件已經(jīng)相繼問(wèn)世。它融合自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)為一體的，具有技術(shù)先進(jìn)、功能完備、應(yīng)用靈活、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。它凝結(jié)著高科技成果，是實(shí)現(xiàn)全工廠自動(dòng)化集中綜合管理、功能及位置分散的組態(tài)軟件。自80年代以來(lái)，世界各大控制系統(tǒng)公司都各自相繼開(kāi)發(fā)出具有各自特色的組態(tài)軟件。我國(guó)也早已注視并引進(jìn)了這一技術(shù)及系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)有了自己的組態(tài)軟件—組態(tài)王，并開(kāi)始有成效地應(yīng)用到一些重點(diǎn)工程及大型石油、化工、電力、冶金、輕工等企業(yè)中。4.1控制系統(tǒng)的集中監(jiān)控監(jiān)控局部的集中操作監(jiān)控級(jí)〔組態(tài)王〕主要是顯示操作站，它完成顯示、操作、記錄、報(bào)警等功能。它把過(guò)程參量的信息集中化，把各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)配置的控制站的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并通過(guò)簡(jiǎn)單的操作，進(jìn)行過(guò)程量的顯示、各種工藝流程圖的顯示、趨勢(shì)曲線(xiàn)的顯示以及改變過(guò)程參數(shù)，如設(shè)定值、控制參數(shù)、報(bào)警狀態(tài)等信息，這就是它的顯示操作功能。顯示操作站的另一功能是系統(tǒng)組態(tài)，因此可進(jìn)行控制系統(tǒng)的生成、組態(tài)。顯示操作站主要是由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、鍵盤(pán)、CRT顯示器、打印機(jī)等幾局部構(gòu)成。監(jiān)控計(jì)算機(jī)當(dāng)今監(jiān)控系統(tǒng)的顯示操作站功能強(qiáng)、速度快、記錄數(shù)據(jù)大，因此對(duì)顯示操作站的監(jiān)控計(jì)算機(jī)提出了很高的要求。一般監(jiān)控系統(tǒng)的顯示操作站的監(jiān)控計(jì)算機(jī)都采用16位或32位的微機(jī)，。目前許多新推出的監(jiān)控系統(tǒng)采用工業(yè)PC機(jī)來(lái)做顯示操作站的監(jiān)控計(jì)算機(jī)。鍵盤(pán)在顯示操作站中，有兩種類(lèi)型的鍵盤(pán)，一種為操作員鍵盤(pán)；另一種為工程師鍵盤(pán)。工程師鍵盤(pán)通常利用標(biāo)準(zhǔn)ASCII代碼101鍵盤(pán)；操作員鍵盤(pán)那么是面向操作工操作鍵盤(pán)，力求操作簡(jiǎn)單、直觀、易掌握。顯示操作站為用戶(hù)提供儀表化的操作環(huán)境，通過(guò)CRT操作來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)分散型控制系統(tǒng)的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。它是信息集中分配中心，也是顯示操作的中心。具有控制系統(tǒng)的生成、組態(tài)、集中監(jiān)視操作、報(bào)警、顯示、報(bào)表、通信等功能；顯示操作站主要是和操作員以及工程師有關(guān)的系統(tǒng)的功能；操作員在運(yùn)轉(zhuǎn)整個(gè)系統(tǒng)時(shí)作必要的操作功能，工程師為了進(jìn)行系統(tǒng)的生成和維護(hù)時(shí)作必要的工程師功能。操作員功能操作員功能主要是指正常運(yùn)行時(shí)的工藝監(jiān)視和運(yùn)行操作，主要由畫(huà)面指示構(gòu)成。工程師功能工程師功能主要包括系統(tǒng)的組態(tài)功能、系統(tǒng)的控制功能、系統(tǒng)的維護(hù)功能、系統(tǒng)的管理功能等。系統(tǒng)的組態(tài)功能：構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，需進(jìn)行系統(tǒng)的組態(tài)工作，系統(tǒng)工程師可依照給定的運(yùn)算功能模塊進(jìn)行選擇、連接、組態(tài)和設(shè)定參數(shù)，用戶(hù)無(wú)須編制程序。系統(tǒng)的控制功能：執(zhí)行由系統(tǒng)組態(tài)功能所生成的系統(tǒng)控制。包括：反應(yīng)控制功能，完成預(yù)定的開(kāi)關(guān)量輸入輸出順序控制功能。系統(tǒng)的維護(hù)功能：用于定期檢驗(yàn)各個(gè)作業(yè)，且在系統(tǒng)的建立、修改時(shí)，把內(nèi)容保存在盤(pán)中。④系統(tǒng)的管理功能：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理，包括監(jiān)視功能和控制功能的管理、制表、事故報(bào)警、打印等管理。4.2組態(tài)王軟件組態(tài)王軟件是用來(lái)模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)觀看現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，找到問(wèn)題，及時(shí)解決。今天，隨著對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求越來(lái)越高，以及大量控制設(shè)備和過(guò)程監(jiān)控裝置之間的通訊的需要，“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)〞越來(lái)越受到用戶(hù)的重視，從而導(dǎo)致組態(tài)軟件的大量使用。組態(tài)王可用于電力、制冷、化工、機(jī)械制造、交通管理等多種工程領(lǐng)域。無(wú)論任何應(yīng)用場(chǎng)合都可以使用組態(tài)王構(gòu)造有效的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。組態(tài)王是運(yùn)行在Windows98/NT/2000上的一種組態(tài)軟件。使用組態(tài)王，用戶(hù)可以方便地構(gòu)造適應(yīng)自己需要的“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)〞，在任何需要的時(shí)候把生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信息實(shí)時(shí)地傳送到控制室，保證信息在全廠范圍內(nèi)的暢通。組態(tài)王可用于電力、制冷、化工、機(jī)械制造、交通管理等多種工程領(lǐng)域。無(wú)論任何應(yīng)用場(chǎng)合都可以使用組態(tài)王構(gòu)造有效的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。使用組態(tài)王可以：使用清晰準(zhǔn)確的畫(huà)面描述工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)；使用圖形話(huà)的控制按鈕實(shí)現(xiàn)單任務(wù)和多任務(wù)；設(shè)計(jì)復(fù)雜的動(dòng)畫(huà)線(xiàn)時(shí)線(xiàn)長(zhǎng)的操作狀態(tài)和數(shù)據(jù)；顯示生產(chǎn)過(guò)程的文字信息和圖形信息；為任何現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面指定鍵盤(pán)命令；監(jiān)控和記錄所有報(bào)警信息；顯示實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)和歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)；使用多樣而靈活的方式查詢(xún)歷史數(shù)據(jù)；時(shí)間驅(qū)動(dòng)和事件驅(qū)動(dòng)的報(bào)表的打??；設(shè)計(jì)多級(jí)平安控制和訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。組態(tài)王采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，使用戶(hù)可以方便地建立畫(huà)面的圖形界面。用戶(hù)構(gòu)圖時(shí)可以像搭積木那樣利用系統(tǒng)提供的圖形對(duì)象完成畫(huà)面的生成。組態(tài)王的網(wǎng)絡(luò)功能使企業(yè)的基層和其它部門(mén)建立起聯(lián)系，現(xiàn)場(chǎng)操作人員和工廠管理人員都可以看到各種數(shù)據(jù)。管理人員不需要深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，就可以獲得實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，優(yōu)化控制現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)于系統(tǒng)集成商和用戶(hù)來(lái)說(shuō)，一個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員可能保存有很多個(gè)組態(tài)王工程，對(duì)于這些工程的集中管理以及新開(kāi)發(fā)工程中的工程備份等都是比擬煩瑣的事情。組態(tài)王工程管理器的主要作用就是為用戶(hù)集中管理本機(jī)上的所有組態(tài)王工程。工程管理器的主要功能包括：新建、刪除工程，對(duì)工程重命名，搜索指定路徑下的所有組態(tài)王工程，修改工程屬性，工程的備份、恢復(fù)，數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入導(dǎo)出，切換到組態(tài)王開(kāi)發(fā)或運(yùn)行環(huán)境等。另外，組態(tài)王6.5開(kāi)發(fā)系統(tǒng)提供工程加密，畫(huà)面和命令語(yǔ)言導(dǎo)入、導(dǎo)出功能。組態(tài)王易于學(xué)習(xí)和使用，擁有豐富的工具箱、圖庫(kù)和操作向?qū)?，既可以?jié)省大量時(shí)間，又能提高系統(tǒng)性能。組態(tài)王的工作原理組態(tài)王與現(xiàn)場(chǎng)的I/O設(shè)備直接進(jìn)行通訊。I/O設(shè)備的輸入提供現(xiàn)場(chǎng)的信息，例如產(chǎn)品的位置、機(jī)器的轉(zhuǎn)速、爐溫等等。I/O設(shè)備的輸出通常用于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，例如啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)、改變轉(zhuǎn)速、控制閥門(mén)和指示燈等等。有些I/O設(shè)備(例如PLC)，其本身的程序完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，程序根據(jù)輸入決定各輸出的值。輸入輸出的數(shù)值存放在I/O設(shè)備的存放器中，存放器通過(guò)其地址進(jìn)行引用。大多數(shù)I/O設(shè)備提供與其他設(shè)備或計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊的通訊端口或數(shù)據(jù)通道，組態(tài)王通過(guò)這些通訊通道讀寫(xiě)I/O設(shè)備的存放器，采集到的數(shù)據(jù)可用于進(jìn)一步的監(jiān)控。不需要讀寫(xiě)I/O設(shè)備的存放器，組態(tài)王提供了一種數(shù)據(jù)定義方法，在定義了I/O變量后，可直接使用變量名用于系統(tǒng)控制、操作顯示、趨勢(shì)分析、數(shù)據(jù)記錄和報(bào)警顯示。組態(tài)畫(huà)面設(shè)計(jì)組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)思想：根據(jù)系統(tǒng)的控制思想畫(huà)出系統(tǒng)的總貌畫(huà)面，用總貌畫(huà)面模擬現(xiàn)場(chǎng)。為了更好的監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況和平安性能，而設(shè)置了歷史曲線(xiàn)、實(shí)時(shí)曲線(xiàn)、報(bào)表及報(bào)警。根據(jù)工藝要求設(shè)置變量而進(jìn)行的動(dòng)畫(huà)連接。但由于缺少外部設(shè)備，變量只能設(shè)置成為內(nèi)存變量而進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的模擬。對(duì)于該內(nèi)存變量用亞控的仿真PLC進(jìn)行編程來(lái)模擬現(xiàn)場(chǎng)的變化。1.選礦廠工藝流程總畫(huà)面的設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)出選礦廠工藝流程總畫(huà)面用于模擬選礦廠的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和工控設(shè)備。組態(tài)王畫(huà)面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是應(yīng)用程序的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。軟件開(kāi)發(fā)者在這個(gè)環(huán)境中完成界面的設(shè)計(jì)、動(dòng)畫(huà)連接的定義等。畫(huà)面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)具有先進(jìn)完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫(kù)中有多種數(shù)據(jù)類(lèi)型，能合理地抽象控制對(duì)象的特性，利用圖庫(kù)功能可以大大減少設(shè)計(jì)界面的時(shí)間，從整體上提高工控軟件的質(zhì)量。此次設(shè)計(jì)所要完成的任務(wù)是，對(duì)選礦廠現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際儀器和設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行示意性的顯示和組態(tài)。其中所要用到的硬件設(shè)備有：焙燒豎爐、皮帶給礦機(jī)、球磨機(jī)、溢流槽、電振、電磁閥、流量計(jì)、濃度計(jì)等。以下為我們?cè)O(shè)計(jì)的選礦廠工藝流程總貌畫(huà)面：圖4.2選礦廠總貌畫(huà)面趨勢(shì)分析是控制軟件必不可少的功能，組態(tài)王對(duì)該功能提供了強(qiáng)有力的支持和簡(jiǎn)單的控制方法。趨勢(shì)是用曲線(xiàn)形式反映過(guò)程變量在一段時(shí)間范圍內(nèi)數(shù)值變化情況的重要手段。趨勢(shì)曲線(xiàn)有實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)和歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)兩種。2.選礦工藝實(shí)時(shí)曲線(xiàn)的設(shè)計(jì)：實(shí)時(shí)趨勢(shì)用于實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)的變化情況。在畫(huà)面運(yùn)行時(shí)顯示趨勢(shì)曲線(xiàn)對(duì)象由系統(tǒng)自動(dòng)更新。實(shí)時(shí)趨勢(shì)是變量或表達(dá)式的值隨時(shí)間變化所繪出的二維曲線(xiàn)。一個(gè)實(shí)時(shí)趨勢(shì)所關(guān)聯(lián)的所有過(guò)程變量的趨勢(shì)數(shù)據(jù)不被保存在磁盤(pán)上，因而不能按照時(shí)間翻頁(yè)瀏覽。屬性包括數(shù)據(jù)采樣周期、時(shí)間長(zhǎng)度、時(shí)間刻度數(shù)、量程刻度數(shù)、刻度的顏色、時(shí)間標(biāo)簽、量度標(biāo)簽的數(shù)量、顏色、背景色、位置、寬度、高度等。數(shù)據(jù)將從趨勢(shì)的右邊進(jìn)入，同時(shí)趨勢(shì)將從右向左移動(dòng)。以下為實(shí)時(shí)曲線(xiàn)。圖4.3實(shí)時(shí)監(jiān)控曲線(xiàn)3.歷史曲線(xiàn)的設(shè)計(jì)：歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)用于歷史數(shù)據(jù)的查看工作。從其中可以得到過(guò)去的時(shí)間和數(shù)據(jù)。歷史趨勢(shì)是變量值在過(guò)去一段期間隨時(shí)間變化所繪出的二維曲線(xiàn)。一個(gè)歷史趨勢(shì)所關(guān)聯(lián)的所有過(guò)程變量的趨勢(shì)數(shù)據(jù)均被保存在磁盤(pán)上，因而可以按照時(shí)間翻頁(yè)瀏覽。屬性包括數(shù)據(jù)源的指定、數(shù)據(jù)采樣周期、時(shí)間長(zhǎng)度、時(shí)間刻度數(shù)、量程刻度數(shù)、刻度的顏色、時(shí)間標(biāo)簽、量度標(biāo)簽的數(shù)量、顏色、背景色、位置、寬度、高度等。軟件運(yùn)行時(shí)，歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)并不自動(dòng)卷動(dòng)，它一般與功能按鈕一起工作，利用歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)變量的域或使用與歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)有關(guān)的函數(shù)可以完成對(duì)歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)的控制，這些按鈕可以完成翻頁(yè)、設(shè)定時(shí)間參數(shù)、啟動(dòng)/停止記錄、打印曲線(xiàn)圖等復(fù)雜的功能。趨勢(shì)曲線(xiàn)畫(huà)面具有趨勢(shì)曲線(xiàn)顯示功能。對(duì)過(guò)程參數(shù)的變化趨勢(shì)進(jìn)行記錄、顯示、存儲(chǔ)，同時(shí)，在一幅畫(huà)面顯示多條曲線(xiàn)，以不同的顏色加以區(qū)分。當(dāng)一貫系統(tǒng)趨勢(shì)曲線(xiàn)數(shù)目多時(shí)，也同樣進(jìn)行分組登記、分組顯示?？梢杂媚_本程序控制歷史趨勢(shì)對(duì)象的時(shí)間長(zhǎng)度及起始時(shí)間，到達(dá)隨意查看任意時(shí)間段歷史趨勢(shì)的目的。趨勢(shì)曲線(xiàn)可被存儲(chǔ)起來(lái)，以便具有歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)的顯示功能，一般可到達(dá)一天或一個(gè)月，必要時(shí)還可以將趨勢(shì)曲線(xiàn)存儲(chǔ)起來(lái)在軟盤(pán)中加以保存。操作員可通過(guò)趨勢(shì)曲線(xiàn)的變化及時(shí)掌握過(guò)程變化情況。也可以通過(guò)歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)分析控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，分析事故原因，產(chǎn)品質(zhì)量好壞的原因，有助于分析和管理。以下為歷史曲線(xiàn)圖：圖4.4歷史曲線(xiàn)4.報(bào)警畫(huà)面的概述及設(shè)計(jì)：運(yùn)行報(bào)警和事件記錄是控制軟件必不可少的功能，當(dāng)變量的數(shù)值或數(shù)值的變化異常時(shí)，將產(chǎn)生報(bào)警，以便操作者采取必要的措施。實(shí)時(shí)報(bào)警是指當(dāng)前時(shí)刻實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中產(chǎn)生的最新的假設(shè)干條報(bào)警，實(shí)時(shí)報(bào)警信息包括時(shí)間、位號(hào)、報(bào)警狀態(tài)、報(bào)警優(yōu)先級(jí)等，可以組態(tài)設(shè)置。組態(tài)王中的報(bào)警和事件主要包括變量報(bào)警事件、操作事件、用戶(hù)登錄事件和工作站事件。通過(guò)這些報(bào)警和事件，用戶(hù)可以方便地監(jiān)視和查看系統(tǒng)的報(bào)警、操作和各個(gè)工作站的運(yùn)行情況。當(dāng)報(bào)警和事件發(fā)生時(shí)，組態(tài)王把這些事件存于內(nèi)存中的緩沖區(qū)中，報(bào)警和事件在緩沖區(qū)中是以先進(jìn)先出的隊(duì)列形式存儲(chǔ)，所以只有最近的報(bào)警和事件在內(nèi)存中。當(dāng)緩沖區(qū)到達(dá)一定數(shù)目或記錄定時(shí)時(shí)間到時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將報(bào)警和事件信息寫(xiě)到報(bào)警存儲(chǔ)文件、打印機(jī)或數(shù)據(jù)庫(kù)中。報(bào)警和事件在報(bào)警窗中會(huì)按照設(shè)置的過(guò)濾條件實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。組態(tài)王系統(tǒng)將變量屬性對(duì)話(huà)框中的報(bào)警配置卡片進(jìn)行變量報(bào)警條件的定義。報(bào)警定義后，如果在運(yùn)行階段，變量的數(shù)值或變化情況滿(mǎn)足已定義的報(bào)警條件、從報(bào)警條件恢復(fù)正常狀態(tài)、報(bào)警應(yīng)答時(shí)均可以產(chǎn)生報(bào)警事件〔報(bào)警發(fā)生、報(bào)警恢復(fù)、報(bào)警應(yīng)答〕。同時(shí)對(duì)每一個(gè)變量的報(bào)警，可以規(guī)定報(bào)警的優(yōu)先級(jí)和所在的報(bào)警組，分別用于描述報(bào)警的嚴(yán)重程度和報(bào)警分類(lèi)信息。報(bào)警信息可以在報(bào)警窗口中顯示進(jìn)行。組態(tài)王中既可以顯示當(dāng)前的報(bào)警，也可以顯示歷史的報(bào)警事件。報(bào)警信息還可以用文件的形式進(jìn)行歷史地記錄或?qū)崟r(shí)打印。用戶(hù)可以自定義報(bào)警信息的顯示格式、記錄格式和打印格式。同時(shí)可以利用命令語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)警事件的復(fù)雜控制和靈活處理。報(bào)警畫(huà)面按時(shí)間順序記錄過(guò)程數(shù)據(jù)發(fā)生上、下限報(bào)警和設(shè)備異常等，并且用顏色變化、閃光文字和聲響來(lái)區(qū)分報(bào)警級(jí)別，以引起操作員注意，立即采取相應(yīng)措施。在實(shí)時(shí)報(bào)警窗口中，為報(bào)警窗口規(guī)定報(bào)警窗口變量名、報(bào)警窗口的外觀等信息。為按鈕建立命令語(yǔ)言連接程序來(lái)更新報(bào)警窗口。以下為報(bào)警畫(huà)面。圖4.5報(bào)警畫(huà)面組態(tài)王與S7-200的PROFIBUS-DP通信方式PROFIBUS—DP是用于分布式的I/O設(shè)備高速通信的一種協(xié)議，該協(xié)議定義了主站和從站，支持單主或多主系統(tǒng)，各主站間為令牌傳遞，主站與從站間為主/從傳送，主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。S7-200可通過(guò)增加EM277PROFIBUS—DP擴(kuò)展模塊的方法支持PROFIBUS—DP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，作為DP從站。使用PROFIBUS—DP協(xié)議方式S7-200和組態(tài)王通訊時(shí)，需要通過(guò)OPC方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，組態(tài)王不再提供直接的DP驅(qū)動(dòng)，其中西門(mén)子提供OPCServer，組態(tài)王作為OPCClient進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。具體配置過(guò)程為:

(1)將CP5611通訊卡安裝在PC機(jī)中，并根據(jù)硬件安裝向?qū)О惭b卡的驅(qū)動(dòng)程序，用PROFIBUS—DP通訊電纜將CP5611卡與EM277通訊口相連，CP5611作為DP主站。(2)在PC機(jī)上安裝Simaticnet6.0軟件，它用于組態(tài)整個(gè)PROFIBUS—DP網(wǎng)絡(luò)。軟件安裝后，首先選擇SIMATICNET→Settings→ConfigurationConsole，在PCStation中添加OPCServer程序及CP5611通訊卡;然后使用SIMATICNET→Settings→CommissioningWizard→PCStationWizard創(chuàng)立工程和虛擬PCStation;更改硬件組態(tài)時(shí)，在彈出PCStation的配置圖中添加EM277的GSD文件后，設(shè)置CP5611卡的地址和通訊波特率及協(xié)議模式，此處我們將CP5611卡的地址設(shè)為1，通訊波特率設(shè)為，協(xié)議選擇DP，并將CP5611卡操作模式選擇設(shè)為DPMaster;在HWConfig窗口的DPMaster總線(xiàn)上添加EM277模塊作為DP從站，雙擊總線(xiàn)上的EM277模塊設(shè)置其地址(要求與實(shí)際模塊的撥碼設(shè)置一致),此處我們?cè)O(shè)為2，并為EM277建立數(shù)據(jù)交換區(qū)，可根據(jù)實(shí)際需要選擇交換區(qū)大小;在SETPG/PCInterface設(shè)置為S7ONLINE(STEP7)→PCinternal(local),CP_L2_1:→CP5611(PROFIBUS);然后將以上配置信息下載到虛擬PC站中，如圖4.7所示:

PROFIBUS—DP硬件組網(wǎng)界面(3)通過(guò)西門(mén)子提供的OPCServer程序讀寫(xiě)PLC中的的數(shù)據(jù)。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊SIMATICNET→PROFIBUS→SoftnetPROFIBUS→OPCScout"，進(jìn)入OPCServer的工程配置環(huán)境;在OPCServer中用鼠標(biāo)雙擊""，新建一個(gè)組名，雙擊創(chuàng)立的組那么可翻開(kāi)"OPC-Navigator"，此時(shí)可看到在配置網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中選擇的協(xié)議;雙擊“DP〞項(xiàng)，在OPC中作相應(yīng)的定義。定義完畢后，運(yùn)行OPCServer程序，那么可通過(guò)PROFIBUS—DP總線(xiàn)協(xié)議和PLC建立連接。(4)用組態(tài)王讀取OPCServer中的數(shù)據(jù)。在組態(tài)王中選擇建立OPC效勞器，在“數(shù)據(jù)字典〞中定義變量，變量為I/O型，連接設(shè)備為OPC效勞器，即，存放器中可直接引用OPC中所定義的所有變量元素;在制作好的畫(huà)面上建立變量的動(dòng)畫(huà)連接并運(yùn)行組態(tài)王，那么組態(tài)王可通過(guò)OPC與S7-200通信。組態(tài)王的OPC效勞器簡(jiǎn)介及功能：組態(tài)王在原有的OPC客戶(hù)端的根底上添加了OPC效勞器的功能，實(shí)現(xiàn)了組態(tài)王對(duì)OPC的效勞器和客戶(hù)端的統(tǒng)一。通過(guò)組態(tài)王OPC效勞器功能，用戶(hù)可以更方便的實(shí)現(xiàn)其他支持OPC客戶(hù)的應(yīng)用程序與組態(tài)王之間的數(shù)據(jù)通訊和調(diào)用。OPC通訊技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)：OPC實(shí)現(xiàn)的是系統(tǒng)中進(jìn)程間的通訊，其采用VC中的COM和DCOM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了接口，調(diào)用非常方便。OPC數(shù)據(jù)的通訊與OPC之間的通訊是以變量為單位的，在OPC效勞器上定義相關(guān)的變量和需要采集的硬件進(jìn)行連接，并生成唯一表示此變量的ID標(biāo)識(shí)。此變量中保存著變量的數(shù)值，變量相關(guān)的信息，外部的程序能夠訪(fǎng)問(wèn)的就是此變量的所有信息，即OPC效勞器與外部的數(shù)據(jù)的傳輸是通過(guò)變量進(jìn)行對(duì)應(yīng)的。組態(tài)王作為效勞器其所有變量都可以被外部的客戶(hù)端進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，訪(fǎng)問(wèn)的對(duì)象是變量或變量的域。而且對(duì)于可讀寫(xiě)變量的可修改的域，用戶(hù)可以通過(guò)對(duì)組態(tài)王OPC效勞器的訪(fǎng)問(wèn)得到相應(yīng)的數(shù)值并能夠修改相應(yīng)的數(shù)值。另外，為了方便用戶(hù)的對(duì)組態(tài)王OPC功能的使用，組態(tài)王提供了一個(gè)動(dòng)態(tài)連接庫(kù)-kingvewcliend.dll。該接口支持VB、VC等編程語(yǔ)言，用戶(hù)可以很方便的使用該動(dòng)態(tài)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)組態(tài)王的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)流組態(tài)軟件通過(guò)Ｉ／Ｏ驅(qū)動(dòng)程序從現(xiàn)場(chǎng)Ｉ／Ｏ設(shè)備獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的加工后，一方面以圖形方式直觀地顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上；另一方面按照組態(tài)要求和操作人員的指令將控制數(shù)據(jù)送給Ｉ／Ｏ設(shè)備，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施控制或調(diào)整控制參數(shù)。對(duì)已經(jīng)組態(tài)歷史趨勢(shì)的變量存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)檢索請(qǐng)求給與響應(yīng)。當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)將報(bào)警以聲音、圖像的方式通知給操作人員，并記錄報(bào)警的歷史信息，已被檢索。圖形界面系統(tǒng)圖形界面系統(tǒng)報(bào)警通知畫(huà)面顯示第三方程序接口通信程序組態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)冗余控制計(jì)算與控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)核報(bào)警檢查與處理Ｉ／Ｏ數(shù)據(jù)連接第三方程序接口Ｉ／Ｏ設(shè)備驅(qū)動(dòng)I/OServerI/O設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備歷史數(shù)據(jù)處理組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)處理流程4.3組態(tài)王組態(tài)軟件的應(yīng)用現(xiàn)狀及開(kāi)展前景如今，隨著對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求越來(lái)越高，以及大量控制設(shè)備和過(guò)程監(jiān)控裝置之間的通訊的需要，“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)〞越來(lái)越受到用戶(hù)的重視，從而導(dǎo)致組態(tài)軟件的大量使用甚至不可或缺。使用組態(tài)王，用戶(hù)可以方便地構(gòu)造適應(yīng)自己需要的“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)〞，在任何需要的時(shí)候把生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信息實(shí)時(shí)地傳送到控制室，保證信息在全廠范圍內(nèi)的暢通。由于組態(tài)王的網(wǎng)絡(luò)功能、多樣靈活和直觀的特性，它將在今后的工業(yè)領(lǐng)域起到越來(lái)越重要的作用，其間伴隨著工業(yè)自動(dòng)化要求的不斷提高，它的簡(jiǎn)便直觀也會(huì)愈加受到用戶(hù)的青睞，監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集的作用將會(huì)得到更大程度的發(fā)揮。

5現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)的組成盡管工業(yè)廠家對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)表示歡送，但他們并不希望對(duì)他們現(xiàn)有的儀表系統(tǒng)做大的改動(dòng)。一方面，在現(xiàn)實(shí)的儀表行業(yè)中，并不是所有的現(xiàn)場(chǎng)儀表和執(zhí)行元件都是智能化的，還有需多傳統(tǒng)的儀表和執(zhí)行元件存在的。目前在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的開(kāi)展初期，大多數(shù)用戶(hù)更傾向于對(duì)他們現(xiàn)有的儀表系統(tǒng)進(jìn)行逐步的增添和替換；另一方面，DCS系統(tǒng)及其儀表的消失或完全被取代，對(duì)于費(fèi)用或人力而言也都是不合理的?，F(xiàn)階段最可行的方案是考慮如何使現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)盡可能地協(xié)同工作，這種集成方案能夠得到靈活的系統(tǒng)組態(tài)，以適用于更廣泛的、富于實(shí)用價(jià)值的應(yīng)用。5.1現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)于DCS系統(tǒng)I/0總線(xiàn)上的集成在DCS的結(jié)構(gòu)體系中，自上而下大體可分為3層：管理層，監(jiān)控操作層和I/O測(cè)控層。在I/O測(cè)控層的I/O總線(xiàn)上，掛有DCS控制器和各種I/O卡件，I/O卡件用于連接現(xiàn)場(chǎng)4-20mA設(shè)備、離散量或PIC等現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，DCS控制器負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制。圖5.1給出了在DCS系統(tǒng)的I/O總線(xiàn)上集成現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的原理圖。其關(guān)鍵是通過(guò)一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口卡掛在DCS的I/O總線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息映射成原有DCS的I/O總線(xiàn)上相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，如根本測(cè)量值、報(bào)警值或工藝設(shè)定值等，使得在DCS控制器所看到的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)來(lái)的信息就如同來(lái)自一個(gè)傳統(tǒng)的DCS設(shè)備卡一樣。這樣便實(shí)現(xiàn)了在I/O總線(xiàn)上的這種方案主要可用于DCS系統(tǒng)已經(jīng)安裝并穩(wěn)定運(yùn)行，而現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)首次引入系統(tǒng)的、規(guī)模較小的應(yīng)用場(chǎng)合；此方案也可應(yīng)用于PLC系統(tǒng)。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比擬簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是集成規(guī)模受到現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口卡的限制。Fisher-Rosemount公司推出的DCS系統(tǒng)Delta-V采用的就是此種集成方案。Delta-V系統(tǒng)在它的I/O卡件中專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了此種功能的接口卡——現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)H1通信模塊(31．25kbit／s)，成功地將現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)集成在Delta-V系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)儀表相連，極大地節(jié)省了安裝、操作以及維護(hù)費(fèi)用，同樣的控制器可兼容H1與傳統(tǒng)的I/O模塊，有利于從傳統(tǒng)的控制模．式向現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制模式的過(guò)渡和轉(zhuǎn)變。Delta-V的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5.2所示。圖5.2帶有現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)集成單元的DeltaＶ單元在Delta-V系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)H1通信模塊中具有特定的Driver，用以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息與I/O總線(xiàn)上對(duì)應(yīng)信息的映射，其功能方塊圖如圖5.3所示。圖5.3DeltaV系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口卡功能示意5.2現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)于DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層的集成除了在I/O總線(xiàn)上的集成方案，還可以在更高一層——DCS網(wǎng)絡(luò)層上集成現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)。在這種方案中，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口卡不是掛在DCS的I/O總線(xiàn)上，而是在DCS的上層LAN上，其結(jié)構(gòu)如圖5.4所示。圖5.4在DCS網(wǎng)絡(luò)層集成現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)在這種方案中，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制執(zhí)行信息、測(cè)量以及現(xiàn)場(chǎng)儀表的控制功能均可在DCS操作站進(jìn)行瀏覽并修改。它的優(yōu)點(diǎn)是原來(lái)必須由DCS主計(jì)算機(jī)完成的一些控制和計(jì)算功能，現(xiàn)在可下放到現(xiàn)場(chǎng)儀表實(shí)現(xiàn)，并且可以在DCS操作員界面上得到相關(guān)的參數(shù)或數(shù)據(jù)信息；它的另一優(yōu)點(diǎn)是不需要對(duì)DCS控制站進(jìn)行改動(dòng)，對(duì)原有系統(tǒng)影響較小。這種集成方案在工程實(shí)際中也有應(yīng)用。如Smar公司的302系列現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)在DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層集成其現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)功能，其具體集成方案如圖5.5所示。圖5.5Smar公司302系列現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)集成于DCS網(wǎng)絡(luò)層5.3現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通過(guò)網(wǎng)關(guān)與DCS系統(tǒng)并行集成假設(shè)在一個(gè)工廠中并行運(yùn)行著DCS系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)，那么還可以通過(guò)一個(gè)網(wǎng)關(guān)來(lái)網(wǎng)接兩者()，安裝網(wǎng)關(guān)以完成DCS系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)之間的信息傳遞。在這一結(jié)構(gòu)中，DCS系統(tǒng)的信息能夠在新的操作員界面上得到并顯示。通過(guò)使用拋網(wǎng)橋可以安裝大量的H1低速總線(xiàn)?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口單元可提供控制協(xié)調(diào)、報(bào)警管理和短時(shí)趨勢(shì)收集等功能。圖5.6通過(guò)網(wǎng)關(guān)與DCS系統(tǒng)并行集成現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與DCS的并行集成，完成整個(gè)工廠的控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的集成統(tǒng)一，并可以通過(guò)Web效勞器實(shí)現(xiàn)Infranet與Internet的互連。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是豐富了網(wǎng)絡(luò)的信息內(nèi)容，便于發(fā)揮數(shù)據(jù)信息和控制信息的綜合優(yōu)勢(shì)；另外，在這種集成方案中，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)與通過(guò)網(wǎng)關(guān)而集成在一起的DCS系統(tǒng)是相互獨(dú)立的。5.4應(yīng)用前景在當(dāng)前和今后的一段時(shí)間內(nèi),工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)將面臨現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與DCS網(wǎng)絡(luò)共存的局面,因此,在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),考慮如何實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)中異構(gòu)網(wǎng)段情況下的網(wǎng)絡(luò)集成的問(wèn)題也是很現(xiàn)實(shí)的。我們相信現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)將廣泛地應(yīng)用到過(guò)程工業(yè)控制中，通過(guò)對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)進(jìn)行一些必要的修改，將現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)引入到DCS中，將會(huì)給用戶(hù)帶來(lái)大量的收益；另一方面，即使大多數(shù)的連續(xù)控制環(huán)路將由現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)來(lái)完成，DCS系統(tǒng)仍將在許多諸如實(shí)時(shí)要求較高的控制場(chǎng)合扮演重要的角色?，F(xiàn)階段現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與DCS系統(tǒng)的共存將使用戶(hù)擁有更多的選擇，以實(shí)現(xiàn)更合理的控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)是企業(yè)綜合自動(dòng)化的根底,在整個(gè)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中,現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)處于根底地位,因此構(gòu)建完整的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)模型具有重要的意義。這種模型延伸到控制領(lǐng)域的最高層,即管理決策層,因此要求控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)緊密結(jié)合,保證從底層現(xiàn)場(chǎng)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)發(fā)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)終將歸為一體,其間現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)將起到溝通生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)流和信息網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的橋梁作用。

6現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的開(kāi)展趨勢(shì)和前景6.1現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的開(kāi)展趨勢(shì)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)已成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域廣為關(guān)注的焦點(diǎn)，國(guó)際上現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的研究、開(kāi)發(fā)，使測(cè)控系統(tǒng)沖破了長(zhǎng)期封閉系統(tǒng)的禁錮，走上開(kāi)放的開(kāi)展的征程，這對(duì)我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的開(kāi)展是個(gè)極好的時(shí)機(jī)，也是一次嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是控制、計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)的交叉與集成，涉及的內(nèi)容十分廣泛，應(yīng)不失時(shí)機(jī)地抓好我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)與產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)。自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化是開(kāi)展的大趨勢(shì)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)受計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的影響是十分深刻的。現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，開(kāi)展十分迅猛，一些具有重大影響的網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)必將進(jìn)一步融合到現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)之中，這些具有開(kāi)展前景的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)有：智能儀表與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開(kāi)發(fā)的軟硬件技術(shù)；組態(tài)技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等；網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)管理軟件、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)操作與傳輸；人機(jī)接口、軟件技術(shù)；現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)集成技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)集成屬于尚在開(kāi)展的技術(shù)，我國(guó)在這一技術(shù)領(lǐng)域還剛剛起步。理解國(guó)際上該項(xiàng)技術(shù)的現(xiàn)狀與開(kāi)展動(dòng)向，對(duì)我國(guó)相關(guān)行業(yè)的開(kāi)展，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)、設(shè)備的更新，無(wú)疑具有重要的作用。總體來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化系統(tǒng)與設(shè)備將朝著現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)體系結(jié)構(gòu)的方向前進(jìn)，這一開(kāi)展趨勢(shì)是肯定的。既然是總線(xiàn)，就要向著趨于開(kāi)放統(tǒng)一的方向開(kāi)展，成為大家都遵守的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，但由于這一技術(shù)所涉及的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，幾乎覆蓋了所有連續(xù)、離散工業(yè)領(lǐng)域，如過(guò)程自動(dòng)化、制造加工自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化等等。大千世界，眾多領(lǐng)域，需求各異，一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)體系下可能不止容納單一的標(biāo)準(zhǔn)。另外，從以上介紹也可以看出，幾大技術(shù)均具有自己的特點(diǎn)，已在不同應(yīng)用領(lǐng)域形成了自己的優(yōu)勢(shì)。加上商業(yè)利益的驅(qū)使，它們都是正在十分劇烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求得開(kāi)展。有理由認(rèn)為：在從現(xiàn)在起的未來(lái)10年內(nèi)，可能出現(xiàn)幾大總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)共存，甚至在一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)，幾種總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備通過(guò)路由網(wǎng)關(guān)互連實(shí)現(xiàn)信息共享的局面。6.2現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)應(yīng)用工程的開(kāi)展趨勢(shì)1．通過(guò)應(yīng)用技術(shù)發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的優(yōu)勢(shì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)越性很多，主要突出它的哪一種優(yōu)點(diǎn)我們認(rèn)為首先要突出現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)降低系統(tǒng)投資本錢(qián)和減少運(yùn)行費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)。這一點(diǎn)很重要，有了這一根本思想，在進(jìn)行總線(xiàn)類(lèi)型的選擇和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，就會(huì)有明確的方向。但是，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的這項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)能否發(fā)揮，與應(yīng)用者是否合理地使用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、充分發(fā)揮它的潛能有關(guān)。2.不同類(lèi)型的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)組合更有利于降低本錢(qián)不同類(lèi)型現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的簡(jiǎn)單比擬，針對(duì)不同的情況選用不同的總線(xiàn)可以最大限度地降低系統(tǒng)本錢(qián)。位式總線(xiàn)的能力很有限，用位式總線(xiàn)作為大型系統(tǒng)的信息傳輸主體是不可能的。但是它在本錢(qián)，速度等方面的優(yōu)勢(shì)又是其它高層次總線(xiàn)無(wú)法替代的。因此它常常與其它總線(xiàn)混合使用。用戶(hù)可能會(huì)擔(dān)憂(yōu)，用了多種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的操作、管理變得復(fù)雜。實(shí)際現(xiàn)在一些通用的人-機(jī)界面軟件，都支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，因此到人-機(jī)界面這一層，不同總線(xiàn)的區(qū)別對(duì)使用者來(lái)說(shuō)是不大的。3.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場(chǎng)化一個(gè)控制系統(tǒng)，無(wú)論是采用DCS還是采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，系統(tǒng)需要處理的信息量至少是一樣多的。實(shí)際上，采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和智能儀表后，可以從現(xiàn)場(chǎng)得到更多的診斷、維護(hù)和管理信息。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)的信息量大大增加了，而傳輸信息的線(xiàn)纜卻大大減少了。這就要求一方面要大大提高線(xiàn)纜傳輸信息的能力、減少多余信息的傳遞。另一方面要讓大量信息在現(xiàn)場(chǎng)就地完成處理，減少現(xiàn)場(chǎng)與控制機(jī)房之間的信息往返。如果僅僅把現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)理解為省掉了幾根電纜，是沒(méi)有理解到它的實(shí)質(zhì)。信息處理的現(xiàn)場(chǎng)化才是智能化儀表和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)所追求的目標(biāo)，也是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)不同與其它計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的標(biāo)志。4.網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)一般控制系統(tǒng)也有網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是從物理形態(tài)上考慮通信網(wǎng)絡(luò)和輸入、輸出線(xiàn)纜網(wǎng)絡(luò)的布置。前面提到許多現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)是線(xiàn)形的，每一組網(wǎng)段上的節(jié)點(diǎn)數(shù)是有限制的。由于網(wǎng)段上的節(jié)點(diǎn)數(shù)較少，因此除考慮網(wǎng)絡(luò)的物理布置之外，還要考慮減少信息在網(wǎng)絡(luò)上的往返傳遞。減少信息的往返傳遞是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)組態(tài)的一條重要原那么。減少信息往返常?？蓭?lái)改善系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的好處。因此，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先將相互間信息交換量大的節(jié)點(diǎn)，放在同一條支路里。例如多回路調(diào)節(jié)中，一個(gè)調(diào)節(jié)回路的節(jié)點(diǎn)應(yīng)盡量放置在同一條支路里。5.系統(tǒng)組態(tài)傻瓜化現(xiàn)在一些帶現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)儀表本身裝了許多功能塊，雖然不同產(chǎn)品同種功能塊在性能上會(huì)稍有差異，但一個(gè)網(wǎng)絡(luò)支路上有許多功能類(lèi)同功能塊的情況是客觀存在的。選用哪一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表上的功能塊，是系統(tǒng)組態(tài)要解決的問(wèn)題?？紤]這個(gè)問(wèn)題的原那么是，盡量減少總線(xiàn)上的信息往返。一般可以選擇與該功能有關(guān)的信息輸出最多的那臺(tái)儀表上的功能塊。目前現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)的組態(tài)是比擬復(fù)雜的，需要組態(tài)的參數(shù)多，各參數(shù)之間的關(guān)系比擬復(fù)雜，如果不是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)非常熟悉，很難將系統(tǒng)設(shè)置到最正確狀態(tài)。顯然，廣闊用戶(hù)對(duì)這