5 PLC的网络控制.ppt

第五章PLC的网络控制,目录,第一节工业以太网第二节PROFIBUS现场总线第三节过程或现场级通信AS-I接口第四节MPI网络第五节PPI网络第六节基于PC的自动化网络系统第七节PLC控制网络应用实例,第一节工业以太网,工业以太网（PINECH1）工业以太网（IEEE802.3）是用于区域和单元级设备联网的国际标准，是为众人接受的总线系统。它可为每个以国际标准（以太网）为基础的区域层或单元层联网。工业以太网的应用已遍布于全世界，覆盖各种不同的工业应用。不论需要多高质量或完成多复杂的工业过程，工业以太网都能够提供强有力的单元层网络。应用需要是多种多样的，工业以太网单元和区域网络有着不同的形式。,一、基于CP343-1IT的以太网通信,通过以太网网卡CP343-1IT可将SIMATICS7-300连接到工业以太网，结构图如下,,,,图10-1基于CP343-1IT的以太网结构图,在图10-1的网络中，PLC控制器通过CP343-1IT连接入以太网中。其中，CP343-1IT采用全双工传输，自感应接口，用于TCP/IP与UDP协议。CP343-1IT其主要功能及特点如下1）具有处理器，能独立地处理经过工业以太网的数据业务量。2）可对TCP/IP传输协议实现多协议运行。3）为了进行连接控制（保持活化），可为所有有源/无源通讯伙伴的TCP传输连接组态一个可调时间。4）具有一个预设的，独特的以太网地址，并能通过网络直接投入运行。,二、CP343-1ITWEB技术及Internet连接,CP343-1IT网卡具有Web服务器功能。固定集成诊断HTML页以及客户化的Web页都可使用标准浏览器调用。使用Web页面简便实现可视化HTML页面，用户可使用内置JAVAApplets创建，用于写或动态显示S7－ＰＬＣ变量。E-mail报文可以从用户程序经过FC调用发出（包括S7－ＰＬＣ变量）。通过FTP进行通讯服务器，其它PC可通过FTP协议读、写和删除CPU的数据块。防止没有密码通过IP地址访问数据。用标准Web浏览器可以访问过程信息（有密码保护），这样可以节省客户机端的软件费用。通过FTP，可以简单的把PLC连接到不同的PC上。,通过IT通讯路径和E-mail可以传送事件驱动的报警。通过工业以太网以100Mbit/s的数据传输速率直接将S7-ＰＬＣ集成到复杂系统中，通过NTP或SIMATIC程序实现工厂范围内的时钟同步。简单的诊断功能，无需使用STEP7，通过基于Web的诊断，通过Web浏览器或SNMP，一个模板就能用于不同应用编程器/PC、HMI系统、SIMATICS5/S7（高优先级）以及IT通讯。利用TCP/IP的WAN特性，通过电话网络（如ISDN），就可以实现远地编程，无需使用STEP7即可调整IP参数（例如用于系列机器）。,三、PROFINET,PROFINET是一种创新的、开放的工业以太网标准，满足自动化技术的所有要求。使用PROFINET，可以实现用于工厂自动化、过程自动化和安全性应用的解决方案，以及直到时钟同步运动控制的整个驱动技术应用范围的解决方案。PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUSInternational，PI）推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。作为一项战略性的技术创新，PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。,第二节PROFIBUS现场总线,一、PROFIBUS概述PROFIBUS符合IEC61158和EN50170标准，保证集成对其他厂商的标准化部件的开放。目前世界各地已有650多家制造商能为现场区域提供门类广泛，有适当接口的各种兼容PROFIBUS的产品。兼容PROFIBUS的产品，提供可靠和确实的诊断数据服务，提供可靠的数字传输技术服务，能实现灵活网络配置以及适应在非常恶劣环境中运行。由于PROFIBUS的开放性，不同制造商来的标准化部件当然也能够集成。从系统中的任何地点都可以方便地进行配置、起动和故障查找。,PROFIBUS协议包括三个主要部分PROFIBUSDP主站和从站之间采用轮循的通讯方式，主要应用于制造业自动化系统中单元级和现场级通信。PROFIBUSPA电源和通信数据通过总线并行传输，主要用于面向过程自动化系统中单元级和现场级通讯。PROFIBUSFMS定义了主站和主站之间的通讯模型，主要用于自动化系统中系统级和车间级的过程数据交换。,二、基于CPU315-2DP为主站/ET200L为从站的PROFIBUS网络在传统的工厂自动化中，输入/输出设备连接到一个集中的机架，在设备改变和系统扩展时,导致接线工作量大，成本高，柔性度低。现代工厂自动化通过开放的、标准化的现场总线系统来连接部件。应用SIMATICET200L分布式I/O是解决这些问题的最佳方案。可与CPU315-2DP构成主/从方式的PROFIBUS网络。结构如图10－6。分布式配置实现可编程序控制器、I/O模块和现场设备通过称为现场总线的信号电缆连接；将输入/输出模块转换成本地检测器和执行器；可就地转换和处理过程信号；可像集中配置那样进行程序设计。,,,,图10-6基于CPU315-2DP为主站/ET200L为从站的系统结构图,三、基于CPU315为主站/CUP315-2DP为从站的PROFIBUS网络,CPU315-2DP是一款带有中／大规模程序量和PROFIBUSDP主／从接口的CPU。它除了可以组成集中式I/O结构，还可以组成分布式自动化结构。具有中、大规模的程序存储容量和数据结构，对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力。PROFIBUSDP主站/从站接口、扩展的I/O配置,适合建立分布式I/O结构；CPU运行需要微存储卡,通过STEP7功能块或标准/模块化PID控制运行软件实现闭环控制任务。此外，还可以使用于过程处理过程诊断等功能集成的MPI接口可以最多同时建立16个与S7-300/400或与PG、PC、OP的连接。通过“全局数据通讯”，MPI可以用来建立最多16个CPU组成的简单网络。,CPU315为主站/CUP315-2DP为从站的PROFIBUS网络结构（见图10-7）。,,图10-7基于CPU315为主站/CUP315-2DP为从站的PROFIBUS系统结构图,第三节过程或现场级通信AS-I接口,一、AS-I接口阀门、执行器，驱动器等有许多不同的部件在现场级运行。所有这些执行器/传感器均需要连接到自动化系统。这是目前在现场使用分散型I/O设备的标准体现；在某种意义上，它能使远程智能部件就地执行动作。AS-I接口和PROFIBUSDP支持过程和现场级通信。在工业控制中相当大数量的执行器／传感器位于现场。作为成束电缆的廉价替代品，AS-I接口使用2－线电缆链接现场I／O设备。AS-I接口用于各种执行器／传感器分散在工厂和机器不同位置的场合。AS-I接口替代复杂而又价格昂贵的成束电缆。它连接二值的执行器和传感器，例如连接开关，阀门或指示灯到中央控制器、一台SIMATICPLC或一台PC。,AS-I接口是单主系统。SIMATIC系列提供CP通信处理器，前者可作为过程和现场通信的主站。通过DP／AS-I接口链路将AS-I接口连接到SIMATICS7－400，链路的保护等级为IP20和IP65。DP／AS接口链路使AS-I接口作为子网直接连接到PROFIBUS－DP。AS-I接口是开放的国际标准，世界上居领导地位的著名执行器和传感器制造商都支持AS-I接口。,二、基于CP343-2与CPU315-2DP的AS-I通信为了实现与国际接轨，许多的工厂已由原先的人工现场管理逐步转向基于网络的远程监控自动管理形式，使生产自动化水平、工作效率、劳动生产力得到明显提高的同时，实现了设备运行的无人值守，这对于恶劣环境下运行的各种仪器设备来说尤为重要。该系统上层用WINCC组态采集数据，通过PROFIBUS网络连接多个S7-300网络，而CPU315-2DP通过连接CP343-2模块，组成AS-Interface接口，该接口可连接AS-Interface从站。实现对多个AS-Interface设备的控制。与S7-300构成的系统结构如图10-8所示。,,图108基于S7-300和CP343-2系统结构图,第四节MPI网络,利用MPI卡，可以在拥有多点接口MPl卡的情况下使用STEP7Micro／Win编程软件。当网络中主机数大于1时，MPI卡必须装到个人计算机或西门子的编程设备上。MPI卡提供单一的RS-485端口来同使用直通电缆的网络相连。当使用了MPI卡后，RS-232到RS-485的传输信号标准的转换也就不需要了。1）带MPI卡的PC机配置图10-9为具有MPI卡的个人计算机同S7200CPU网络的连接。当个人计算机连到网络上时，CPU可以使用网络读NETR和网络写NETW指令来传送信息。当使用了MPI卡时，可以有很多其他配置。例如可以在同一网络上添加编程设备带MPI卡的STEP7-Micro/WINPG702、操作面板以及文本显示单元如TD200。图10-10为网络上加了两台TD200的配置。,,,图10-9使用PC/PPI电缆间S7200CPU通信,,,图10-10把2台TD200添加到网络上,在图10-10的配置中，有下列的通信方式1）STEP7－Micro／WIN监视站2的状态，TD200站l或站5同CPU214站3或站4分别通信。两个CPU214都可以使用网络指令NETR和NETW来发送信息。站3可从CPU212和站4CPU214读数据或向这两个CPU写数据。2）站4可从CPU212和站3CPU214读数据或向这两个CPU写数据。可以在同一网络上连接多台主机和从机。然而，站的增多反而会影响网络的运行。,第五节PPI网络,使用如图10-11所示的个人计算机上的一个标准通信端口，PC/PPI电缆把S7200CPU同安装了STEP7Micro／WIN编程软件的个人计算机连接起来。PC/PPI电缆可提供从RS232到RS485的转换。在图10-11所示的配置中，个人计算机为主机站地址为0，而S7-200CPU为从机站地址为2到126，缺省地址为2。运行于个人计算机上并通过标准通信端口进行通信的编程软件，可以对连接到网络上的2到31台S7－200CPU进行编程，网络线长1200m3936英尺，无需中继器。如果使用了中继器，则总共可连接125台S7－200CPU。注意在每个网络段的末端要加上偏置和终端匹配。通过中继器把各网络段分隔开来。,,图10-11使用PC/PPI电缆连接S7－200CPU,,1）网络偏置西门子提供了两种类型的网络连接器，可以轻松地把多台设备连到一条总线上。这些连接器有一个开关，可以选择网络所需要的合适偏置和终端匹配。当开关为ON时，偏置和终端匹配就有效。当开关为OFF时，无偏置和终端匹配。特别注意，除非特定产品的特殊端口数据表，RS－485接口同S7－200逻辑电路之间无隔离。如果所有未隔离设备如S7－200模块，计算机，或其它PROFIBUS设备连接到未共享同一回路公共参考点的电缆上．则电缆可能会产生不必要的电流。而这种电流可能会导致通信错误或电路损坏。,2）使用软件同一台CPU通信尽管STEP7－MICRO／WIN设计成每次同一台S7－200CPU通信，然而，可以存取网络中的任意一台CPU如图10－12所示。,,在图10－12中，运行S7－200编程软件的个人计算机是唯一的主机，所有的S7200CPU站必须是从机。对于这种配置，PC／PPI连接1，一个或多个S7－200CPU，该CPU不能使用NETR和NETW指令来发送信息，而且无其它设备可以连到网络上。,第六节基于PC的自动化网络系统,通过基于PC自动化的软件和硬件组件，所有的自动化任务包括开环、闭环控制，人机界面以及运动控制都可在一台PC平台中实现。在既有传统的PLC控制又有PC应用的场合，基于PC的控制方案将将PLC控制器的范围扩展到基于PC的控制器,特别适用于将多种不同任务集成于一台PC的情况，如数据处理、通讯、可视化、特种工艺以及控制等。西门子PCS7系统是完全无缝集成的自动化解决方案。可以应用于所有工业领域,包括过程工业，制造工业，混合工业以及工业所涉及的所有制造和过程自动化产品。作为先进的过程控制系统，SIMATICPCS7形成了一个带有典型过程组态特征的全集成系统。,第七节PLC控制网络应用实例,一、带材机组控制系统在某厂带材机组改造项目中，采用了多台西门子6SE70及MDV变频器。前者用于对生产线上主传动电机如开卷机、卷取机、辊道供电，而后者用于控制系统中一些辅助电机，如干燥、冷却风机水泵等。另外，控制系统还需要对生产工艺中的干燥温度、油压力、水流量进行控制。现场设备分布范围较广，设置了两个主电室，一个主控台，两个辅控台。如果采用传统的控制方式，则不可避免地产生大量的布线工作量，同时也给今后的系统维护及故障排除增加难度。为此，我们采取了以下控制方案1、系统构成采用三层系统结构，分别为监控层、控制层、执行层，如图10－13所示。采用工业以太网及PROFIBUS现场总线技术将监控设备连接起来，构成了一个稳定，易于扩充的硬件环境（如图10－13）。,,图10－13控制系统结构图,1）监控层监控层设置一个I/O服务器、两个操作员工作站，分别位于三个操作台上，操作人员通过它们设置及监视系统运行参数。另设一个数据库服务器，用以存储工艺流程参数及生产历史数据。几个计算机之间采用工业以太网连接，形成一个系统数据共享的统一解决方案。系统运行的软件平台采用WINDOWSNTWINCC组态软件，运用图形化的方式提供强大的控制功能，具有统一的操作、运行界面，同时便于系统的再开发与维护。2）控制层控制层由以西门子S7PLC为中心的PRIFIBUS－DP现场总线构成，PROFIBUS是一种开放式的现场总线标准，其中DP是为自动化系统与分布式的外围设备或现场设备而设计的。传输介质采用屏蔽双绞线，系统采用总线式的拓扑结构，各设备采用总线接插件连入总线，数据传输速率为1.5MBbps。,S7PLCS7-300在方案中为主设备，它有总线访问的权限，可以读取或改写从设备变频器、ET200远程IO的状态，从而达到控制和监视设备运行状态的目的。3）执行层为了降低电缆成本,使系统具有灵活的可扩展性，采用五套ET200远程IO，并在设备旁就近安装。现场的行程开关、接近开关、电磁阀等开关量直接进入远程IO控制箱，模拟信号也在本地通过AD模板转换成数字量，通过现场总线电缆传递至主PLC。为了使6SE70及MMV变频器能够连入DP网，分别需要一块CBP和CB15通信板。此板具有一DP接口，能对总线信号进行光电隔离，并有短路保护，通过双口RAM与调速器进行数据交换。,2、系统功能1）操作人员通过人机交互控制整条生产线的正常运行。设备运行的状态、参数、实时过程数据都通过画面显示出来，并作为历史数据保存在数据库中。2）故障处理。自动监视系统运行状态，对异常情况如变频器故障、电机过热、断带、油压异常等进行报警，并存储报警记录。3）自动控制各主传动电机之间的速度、张力的大小，风机、油泵的启停、阀门的开闭。4）帮助画面。对系统的使用提供指导。5）生产数据库及历史数据库管理，并可查询及打印相关数据。,3、系统的特点与优势1）三个操作台之间的联系均通过网络构成，在每个操作点上都可以浏览整个生产线上的过程信息，操作方式较之传统方式更加简单可靠。2）由于采用了网络及现场总线传递过程数据，多种信息的交换仅依靠网缆或屏蔽双绞线即可完成，这样就大量减少了系统施工时的布线工作量，也为今后系统的维护及故障查找提供了方便。3）过程参数的数字化传递，避免了模拟量传输所带来的漂移、抗干扰等问题，大大提高了系统的稳定性。4）若今后机组工艺、设备发生变更，只需要在总线上增添或摘除相应节点，并对软件作少量修改即可。所以这种柔性的系统连接方式具有一定的适应性，可以最大程度地保护用户的投资。,4、结束语随着信息技术的不断进步，工业控制也逐步由集中走向分散。工业以太网以及现场总线技术作为一种灵活、方便、可靠的数据传输方式，在工业现场得到了越来越多的应用，并将在控制领域中占有更加重要的地位。本系统经过现场调试，取得了良好的控制效果。二、水闸控制系统水闸数据采集监控系统采用西门子公司的全集成自动化产品构成。系统要求是建立一套电脑自动化集中监控系统。对水闸防洪闸门的启闭、船闸通航的管理、潜水泵站排水进行全过程自动化控制。对内江、外江船闸闸室、排水闸进行实时动态监控。实现在水闸总控制室内，可对各控制点进行自动化控制和监视，并对各种设备运行情况实时监控，建立监控运行数据库，形成信息化管理系统。同时总控制室的各数据化信息系统应预留接口以备将来与市三防办防洪信息调度中心和Internet网络互联。要求建立一套可防雷保护系统和船只指挥扩音系统。具体方案如下,1．系统构成该系统以PLC作为现场控制中心，连接现场各控制对象。PLC直接连接到现有的闸门控制系统，充分利用现有的执行结构，从现有的设备抽出控制点。这样不但不会破坏现有的控制设备，还可以与旧系统一起构成双机热备份冗余，从而提高系统的可靠性性。所有闸门的位置检测信号来自原来的闸门位置传感器，部分原系统的控制功能，在新PLC中重新设计程序，以满足新系统的工艺要求。潜水泵的控制由新PLC系统发出，执行结构利用现有的控制结构，保持原系统的特色不变。水位计根据我们的经验采用激光水位计，这样可以提高水位检测的可靠性和准确性。图1014为该系统的总体结构。,,图10－14水闸自动化控制系统结构图,（1）数据采集与监控系统的设计根据水闸自动化控制系统数据采集监控系统的特点拟采用西门子公司的全集成自动化产品构成。采用S7-300系列的CPU315－2DP及PROFIBUS-DP通信模块、扩展I/O模块等构成数据采集子系统，通过PROFIBUS总线集成系统（见图1015）。经多方考虑，该方案具有较高的性能价格比。,图10－15PLC网络系统结构,（2）SIEMENS工业PC作为控制中心控制中心不仅是完成水闸、船闸、潜水泵，通航指挥等控制的控制中心，还是河道的水文信息管理的信息中心，而且是将来网络化管理的网络中心，所以我们采用高性能的原装SIEMENS工业PC。（3）SIEMENSS7-300PLC作为现场控制器SIMATICS7-300的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络时皆能实现复杂控制功能，因此S7-300具有极高的性能/价格比。SIMATICS7-300的使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。SIMATICS7-300可编程序控制器是模块化结构设计。各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。,（4）PROFIBUS现场总线实现主、从站的连接PROFIBUS符合IEC61158和EN50170标准，因而保证集成对其他厂商的标准化部件的开放。目前世界各地已有650多家制造商能为现场区域提供门类广泛，有适当接口的各种兼容于PROFIBUS的产品。当然，西门子公司能提供适当的主要网络部件产品，因而能满足广泛的需要。（5）智能激光水位传感器在该系统中水位的测量至关重要，是整个自动控制的关键，是各种动作实现，得以顺利完成的基础。为此我们在选用传感器时，做了充分的比较，最后选用美国DTSIO公司的智能型激光水位仪。,DTSIO智能型激光水位计是利用先进的激光原理研制的新型水位测量仪器。最大的优点是不用建静井，因此可节省大量的经费。它既可用于海洋潮汐测量，也可用于江河湖泊等处的水位测量，是一种用微电脑组成的全智能化仪器。该水位计是针对水位遥测站、水电站及各类水库上下游水位的监测而设计的。测量原理为在水面上方某一高度的激光水位计向水面垂直地发送光束，光束到达水面后反射回来，而测得水位计达到水面的距离，水位计高度与所测距离相减即得水面高度，即水位。该水位计完全符合水库、水文等部门对水位计的技术要求，其特点是结构简单，安装和使用方便。具有标准RS-485接口组成水位数据采集系统十分方便。,（6）系统软件平台及性能组态系统平台软件选用SIEMENS公司的WinCC，利用WinCC及监控中心工业主计算机组成工业监控系统，可以对闸门系统中的液压机压力、温度、液位进行模拟显示，报警。对闸门、潜水泵、航道信号灯、视频信号的控制云台等的运行显示及故障报警。由于监视屏上的流程图是根据闸门控制系统的实际工艺而画出的，可以使操作人员一目了然，给维护人员也带来了方便。组态软件根据系统的要求，编写良好的用户界面（见图10－16）。水位状态，闸门的启闭状态，闸门的真实位置，视频信号的控制角度的都可以在计算机屏幕上生动地再现。控制系统界面做到简洁易读，且操作简图中颜色能够随着内江、外江、船闸内的水位变化而相应变化。采用先进的控制算法实时计算水流量。,图10－16组态软件完成的操作界面,我们设计的系统组态软件具有下列性能指标1）软件分项目、画面、窗口和目标四级管理；项目数无限制，每个项目最多可有1000个画面；每个画面最多可包括100个窗口，256个动态目标，256个可控目标，16个历史操作图，16个当前趋势图，16个报警窗口；2）支持标记、处方、面板、符号等监控特性；支持9种报警类型；图1016组态软件完成的操作界面3）用户可自定义软件扫描周期，最短可为50ms。,（7）视频监控系统视频监控系统由前端设备、传输设备、控制设备、显示和记录设备等组成。前端设备由安装在东江、运河、船闸内、四扇防洪门等的高分辨率的彩色摄像机、全方位云台、变焦镜头、室内及室外专业防护设备等组成，负责图象和数据的采集及信号处理；传输设备根据传输距离和图象质量的要求可选用各种不同的线缆、接口设备，负责将射频和数据信号传输到所控制中心；集中控制设备负责完成前端设备和图象切换的控制、全方位云台和可变焦镜头的控制，系统可根据不同的图象显示要求，选择不同的监视点显示图象。图10－17视频监控画面。,图10－17视频监控画面,该系统共设四个视频监控点，分别布置在东江、运河、船闸内和四扇防洪门处。全部安装5台定点室外彩色摄像机，用以监视东江、运河航道,船闸船只情况，防洪闸的启闭状态；也可在水闸控制室顶部安装一台全方位室外彩色摄像机，监视整个闸站周围的环境和管理，对闸站的运行情况能够做到有效的控制。,根据要求，在船闸室控制中心，准备配置一台四选一切换器、一台八路视频分配器、一台图像服务器、4台镜头云台控制器和一台彩色监控器，这样能够对船闸处4路图像进行控制；4路图像进行监视。在控制室顶部，安装1台可调节摄像机，一个云台、室外全天候防护罩；在船闸两端，配备两个固定摄像机监视上下河道。全方位摄像机通过全方位云台360度水平旋转、90度垂直旋转和32倍镜头聚焦、变焦及调整光圈大小等，在无遮挡的情况下可实现对监视区域300M范围内的概况进行全网总体观察和局部重点观察。通过如上的设备配置，控制室监控中心就能够通过监视器有效的对闸站、船闸及周边地区进行有效的实时监视，了解船闸、闸站及周边地区监视范围内的动态情况，真正实现集中监控和管理，保证船闸的安全运行及畅通无阻，从而更加有效地提高工作效率和社会效益。,（8）船闸内、外江闸门通航指挥系统船闸内、外江闸门各设内外共4组红、绿、黄通航指挥灯，所有信号根据水位变化情况,由PLC运算给出。（9）航船调度与语音广播系统根据总体要求，选用荷兰PHILIP公司的全套语音广播系统，由消噪式电容话筒、功率放大器、强指向扬声器和全功能喊话筒等组成。完成航船调度和语音广播的要求。,2．系统功能1）采集现场工业实时数据。如闸门开度、上下游水位、闸门运行状态等数据。2）动态图形显示闸门操作过程及实时参数。3）根据上下游水位自动控制四台抽水泵，自动调节船闸内的水位。保证水位不排入东江。4）计算各阀门流量、合计流量。5）具有阀门启闭、水泵开停运行自动记录。6）编制打印工业日报、月报、年报。7）建立实时数据库和历史数据库。8）具有查询、报警功能。9）良好的人机界面。,10）接收控制中心调度运行指令、发送现场采集的各类工业实时参数与状态信号。闸位信号的采集是通过闸位开度仪的4-20MA信号作为PLC的模拟量输入信号传送入PLC，经PLC送入上控制中心显示。11）根据控制中心指令对闸门、水泵、航道指示灯进行控制。根据控制命令，实施液压电机和闸门的启闭操作。12）就地监控单元具有工业状态的监视功能，如工业状态异常，报警和控制指令自动撤除功能。可有效的保证设备的安全运行。对船闸闸门具有上下游水位的安全监控功能/防止污水的倒灌、具有闸门下滑的自动复位功能。具有运行状态识别。故障多重保护功能。控制方式为控制盘手控和上位机集中控制、保留原有的现场手动控制。,3．系统的特点与优势1）各工作站间均采用PROFIBUS总线连接，提高了系统的集成度，也满足了系统的中心控制速率要求。2）采用WinCC监控软件，图形化监控界面设计，具有标准化及操作简单，友好的人机界面和人工智能。3）故障诊断系统提供了系统在运行过程中各种软件和硬件故障报警功能，同时还提供了报警记录和打印功能。故障诊断可提供报警区域、报警类型、报警点、故障排除方法等信息，这为快速地进行系统维护提供了有力帮助。另外，监控系统还具有系统登陆、操作过程记录等安全措施，使系统具有可靠的安全性能。4）充分利用计算机、网络、通讯等技术，选择与这些技术相适应的软硬件产品。实现与市三防办防洪信息调度中心和Internet网络互联，以及网络化数据管理等。,4．结束语该系统完成了实时数据监控、实时图像、网络发布等基本功能，并实现了与市三防办防洪信息调度中心和Internet网络互联，以及网络化数据管理等。作为水利项目的基础监控系统，其建设充分地满足了信息发布和资源共享等信息化要求。系统自2002年12月运行以来，总体运行稳定，提高了水闸系统的自动化程序，达到了良好的控制效果。,三、制碱集成自动化系统1．系统构成该远程监控系统采用分布式计算机监控管理方式，各个生产车间监控分站采用SIEMENS的S7-300系列PLC作现场控制器，上位工控机运行PROTOOL监控软件，所有分站可以独立运行，实现控制分站的数据采集、过程监控，各站相对独立，互不影响。通过PROFIBUS总线，各站将采集到的温度、压力、各种设备运行状态量等信息实时上传到总控制室服务器，控制室服务器运行WINCC监控软件，WINCC具有强大的过程监视功能，用以满足工厂管理人员掌握全厂现场生产情况，及时作出调度命令，指挥协调全厂的生产运作。为便于与整个厂区的监控系统进行系统互联实现企业管控一体化总控制室服务器还通过Ethernet经厂数据交换机与企业信息管理系统互联。其系统结构如图10－18所示。,,图10－18系统总体结构简图,（1）现场控制器单元该数据采集监控系统采用西门子公司的全集成自动化产品构成系统。SIEMENSS7-300PLC作为现场控制器SIMATICS7-300的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-300具有极高的性能/价格比。SIMATICS7-300的使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。（2）S7-300CPU315-2DP中央处理器中央处理器作为作为现场控制单元的核心部分，负责对于现场测点I/O进行直接的监控，在通讯网络上接收与发送数据。系统的总体性能将很大部分取决于CPU的能力。因此中央处理器的运算能力、I/O寻址能力、通讯能力是必须考虑的性能指标。根据该系统整体网络构成的特点，需要构建一个较大规模的PROFIBUSDP网络，并考虑到现场I/O有一定的分散性，建立分布式I/O系统。,（3）系统控制站控制器采用西门子SIMATICS7-300系列PLC。根据生产过程监控要求，配置一个现场控制站和一个分布式I/O站。现场监测信号就近在现场控制站或分布式I/O站连接，这样使用可以大大的降低电缆、安装费用，缩短安装时间。控制站与分布式I/O站之间采用现场总线（PROFIBUS-DP）连接，有效保证数据传输的实时性与可靠性。上位机监控部分均采用西门子工业计算机IL40S作为主机，17寸屏幕彩色显示器作为监视器，工业计算机与控制器的数据通讯使用CP5611通信处理卡实现。由于化工企业大部分检测点均为此类模拟量信号，我们选用了大量的AI/AO模块，并对于热电阻（RTD）输入设备、热电偶（TC）分别选用了专用型模块，对于标准变送器输入则选用一种通用型模块，对各种标准信号输入只需在软件上作相应的设置即可。这既简化了系统的构成，对系统的稳定性与数据的可靠性都有了保证。,（4）监控软件的设计用于车间级现场操作站的监控软件，全部使用SIMATICProTool/Pro实现。各控制分站完成了工业过程的监控画面，报警系统，配方管理，趋势曲线视图与历史数据归档。可视化是自动化系统的主要任务之一。SIMATICProTool/Pro即是一种基于用户标准PC的软件，理想用于各种工业领域中机器或小型系统的操控通用、灵活、高效。采用Windows标准，全面支持OLE-Automation、ODBC或OPC，ProTool/ProRuntime实现了全面开放。,2．系统功能1）自动监控系统状态，实时采集各工作站数据。2）具有良好的人机界面。3）可对生产数据和历史数据进行管理，查询并打印相关数据，自动生成每天各工作站数据报表及总表，可设置产生不同条件下的数据报表。4）自动对系统异常状态进行报警，并存储报警记录。5）根据控制中心指令对煅烧等14车间进行远程控制。根据控制命令，自动完成生产工艺流程。3．系统的特点与优势1）有现场控制站均自带CPU，监控分站测点独立，避免了站间耦合。2）过程输入/输出单元均选用有可靠隔离技术的设备，如光电隔离、继电器输出特性使各单元之间保持了一定的安全独立性。3）系统采用分布式电源，每一对电源模块对一组I/O模块供电，使得电源模块故障时不影响系统的正常运行。,4．结束语由于系统设计时充分考虑了安全性、可靠性，在系统投入运行期间，系统维护变得非常简便和容易，可以在线检查诊断网络运行情况。系统自2003年3月运行以来，总体运行稳定，使用效果良好，对企业产品产量与质量的提高提供了有力保证，对企业整体生产调度与生产管理起了极大的帮助与促进作用。系统性能完全达到了预期的设计效果。,