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根据现场总线技能的网络建造浅析

一、引言计算机技术和信息技术的快速发展,推动了过程控制、MIS系统和Internet的广泛应用。目前,将原来相互独立的过程控制、MIS…

  一、 导言

  核算机技能和信息技能的快速开展,推动了进程操控、MIS体系和Internet的广泛运用。现在,将本来彼此独立的进程操控、MIS体系和Internet结合在一起构成企业归纳信息网,这是企业归纳自动化的开展方向。在现场总线等新技能及产品的根底上,如何将操控体系与办理信息网联合,构建企业归纳信息网?这是许多单位面对的问题。作者对此提出了解决计划 。

  二、 代表性的进程操控体系

  现在,正在运转的进程操控体系中,具有代表性的是80年代末90年代初树立的体系。这一阶段,跟着核算机运用的遍及,工业操控核算机技能和产品功用的进步,智能化操控外表的很多出现,我国的许多企业纷繁树立了选用核算机工业操控技能与先进的传感技能的出产进程自动操控体系。这些体系具有以下特色:

  1、 体系结构

  体系选用多台下位机分布式操控,上位机对下位机进行会集办理。体系框图如下:

  2、体系设备 ①上位机为286级工业操控核算机,下位机为STD总线8088级工控机,其间除CPU体系板、显现板、磁盘驱动板外,依据所操控设备的需求选配数字量模板、模拟量模板、脉冲量模板、开关量模板。在操控量少的情况下,下位机可选用ISA总线工控机。 ②监测、履行设备由实践情况而定。比方测控对象是液体,并要求在线丈量、防爆、防腐、卫生等特色,一般选用质量流量计、密度计、电磁流量计、液位计、涡轮流量计、温度传感器及变送器、压力计传感器及变送器等外表,开关量、调理量操控器。 ③上位机与下位机之间选用BITBUS方法进行通讯。

  三、当时的相关技能

  近年来,核算机技能、网络技能、通讯技能的开展极大地促进了工业进程操控技能的开展。

  1、 工业操控核算机技能。

  工业操控核算机的处理器从286、386开展到了P Ⅱ,从体系总线上划分为:ISA总线、STD总线、PCI总线三类。

  ①ISA总线工控核算机。这类核算机选用的ISA总线与一般PC核算机彻底相同。为了习惯恶劣环境,在结构上做了特别处理,配有工控所需的板卡,可运用PC机通用板卡,此种机器扩展槽有限操作体系与PC核算机彻底相同。此种机型有被PCI机型代替的趋势。

  ②STD总线工控核算机。STD总线核算机是一种组合化、模块化、小型化、规范化的体系结构,CPU板自身便是一块模板。此种机器体积细巧,一般选用嵌入式结构,扩展、组合十分简略,可是需求运用STD总线专用板卡。现在处理器最高为586等级。

  ③PCI总线工控核算机。PCI总线现已成为高功用PC核算机的总线规范。总线宽度大,传输速率高,PCI总线与CPU的无关性使它具有很好的兼容性。现在现已将PCI总线运用于工控核算机上,并拟定了相应的技能规范—Compact PCI规范。此种核算机可在板卡、软件和开发工具上凭借于PC机的资源,具有很强的网络功用、图形处理才能和数据存储才能。

  2、 数据通讯及网络技能

  ① RS-232-C和RS-422通讯总线在进程操控中均有选用。在实践运用中经过此两种总线与丈量外表的二次表(变送器)相连,完成数据通讯。RS-422的直接传送间隔和传送速率都比RS-232-C好。可是,因为核算机遍及供给RS-232-C接口,所以RS-232-C比RS-422运用更广泛。

  ② BITBUS通讯总线在传输间隔1200M时,传输速率为62.5KB/S,在传输间隔300M时,传输速率为375KB/S,可衔接250个结点。在此总线根底上的软件开发相对RS-232-C和RS-422总线简略。ISA总线、STD总线、PCI总线均供给BITBUS接口板。所以,BITBUS广泛运用于进程操控体系中的核算机之间的数据通讯。

  ③ 以Ethernet和Internet为代表的网络技能广泛用于构建核算机数据网络,完成数据同享。因为进程操控面向出产现场,操控网络有必要实时、精确、容错、安全、牢靠,具有网络协议有用简略,网络结构高度涣散等特色。因而数据网络与操控网络属不同的结构层次。经过依据TCP/IP的核算机网络互联与扩展技能;依据同享存储器的动态数据交换技能;依据敞开数据库衔接(ODBC)的数据库拜访技能等,可完成操控网络与数据网络的集成。

  ④FIELDBUS即现场总线技能是当今工业进程操控范畴热门技能。现场总线是一种数字化、双向、敞开式、多点通讯体系。经过此体系,进程操控体系中的变送器、传感器、履行机构、操控设备彼此之间或与监控设备间能够完成双向多参数的数字通讯。此项技能的施行,首要要求现场操控设备具有微处理器和数字通讯才能。第二遵循揭露、规范、一致的协议,选用一般电缆、双绞线、光纤等将各现场操控设备和监控设备组组成操控网络。在此,现场操控设备成为网络中的结点,它们即能够独自又能够共同完成某项操控使命。此项技能与网络技能相结合,可完成对现场设备的长途操作。它还支撑总线供电,因而具有实质安全性。现场总线习惯了涣散化、网络化、智能化的进程操控开展方向,将企业归纳信息网延伸到了操控现场。现场总线现在具有若干种规范,尚无一致的国际规范。

  3、监测、履行设备。

  这是操控体系的两头设备,即信息取得和指令履行设备。总的趋势仍是朝着数字化、智能化方向开展,特别是因为现场总线的鼓起愈加快了这种开展。

  四、构建归纳信息网

  首要,咱们的方针是:将本来彼此独立的进程操控网、企业办理息网结合在一起构成企业归纳信息网。在完成方针的前提下,除了确保体系的先进性,还应确保体系的敞开性。

  以前面介绍的体系为根底,咱们能够想象以下计划:

  1、计划1:选用现场总线。体系结构图如下: 在此计划中,取消了原体系中的上位机。

  工控机:考虑运转Windows 95或Windows NT,选用586级处理器、PCI总线的IPC,内存储器32M以上,按需求装备操控接口板,加装网卡。

  通讯:通讯线路按现场总线要求从头铺设,如工作环境需实质安全,考虑经过总线供电。现场总线协议可挑选基金会现场总线(FOUNDATION FIELDBUS)。

  现场设备:在最大或许保存本来监测外表和履行部件的根底上,添加现场总线变送器、转换器和阻隔设备。这部分工作主要是针对原履行部件进行。

  网络接口:在工控核算机中设备以太网卡,协议可挑选TCP/IP。依据工控机与办理网服务器间隔较远(大于100M)的特色,可凭借电话线路经过Modem衔接或选用光缆衔接。

  软件:操作体系应由本来的DOS转换为Windows 95 或Windows NT,监控体系可挑选商品化的组态软件。开发与办理网相衔接的衔接程序。

  2、计划2:

  在此计划中,根本保存原体系结构。现场外表、履行设备坚持不变,通讯方法坚持不变,下位机依然选用STD总线,将体系板由8088晋级为486以上,显现卡由EGA方法晋级为VGA方法,添加硬盘驱动器。上位机替换为PCI总线586以上等级的IPC,内部设备BITBUS卡和网卡。上位机与下位机之间依然选用BITBUS总线衔接。上位机与办理网之间的网络接口协议可挑选TCP/IP。可凭借厂内电话线路经过Modem或选用光缆与办理网服务器衔接。上位机操作体系应由本来的DOS转换为Windows 95 或Windows NT,下位机可持续运用DOS操作体系及原监控程序和通讯程序,也可转换为Windows 95 或Windows NT操作体系,从头开发监控程序和通讯程序。

  3、两种计划比较。

  高功用、低本钱是咱们寻求的方针。详细计划的挑选则需求依据不同的根底归纳考虑。

  在这两种计划中,计划1选用现场总线技能,此计划在技能上是先进的,运转、保护本钱较低,是新建体系的首选计划。如在原有体系上施行,需很多更新、添加设备,要从头进行设备调试,原有操控软件也需从头规划,此计划形成较多的重复出资,对出产将形成较大影响。

  计划2是在原有操控体系上构建归纳网的抱负解决办法。该计划保存了原体系的体系结构,即便是从头开发监控程序,出产可先在原程序操控下照常进行。因而,此计划对出产根本没有影响。此计划替换、新增设备不多,资金投入比榜首计划少许多。另一个要考虑的问题是员工的培训,使之把握体系保护、体系操作。计划2根本不需再培训。计划1使员工彻底抛弃原已了解的操作方法,因而要进行从头培训。

  五、结束语

  本文以特定的操控体系为根底,针对核算机和和进程操控的新技能,提出了构建企业归纳信息网的解决计划。

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