現(xiàn)場總線結(jié)和工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用案例

　　本文為大家介紹一個現(xiàn)場總線結(jié)和以太網(wǎng)的應(yīng)用案例，從而說明現(xiàn)場總線的應(yīng)用，為工廠管理級對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的訪問提供了方便。本案例中底層采用PROFIBUS-DP總線協(xié)議，通過工控機(jī)采集現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)，上層采用TCP/IP協(xié)議，并利用接口通訊程序讓工控機(jī)與管理層計算機(jī)實時交換數(shù)據(jù)。

　　1、系統(tǒng)特點(diǎn)

　　總線方式：由于采集點(diǎn)位于整個生產(chǎn)線的各個工序車間，比較分散。因此，通過總線形式，采用分布式I/O，可以節(jié)省大量的電纜，方便施工，方便調(diào)試及維護(hù)集中管理：系統(tǒng)通過一臺工控機(jī)集中監(jiān)視各能源采集量的瞬時值，并通過另外的應(yīng)用程序計算累積量，并定時把各累積量發(fā)送給上級管理計算機(jī)系統(tǒng)跨平臺性：工控機(jī)上運(yùn)行Windows2000操作系統(tǒng)，其中運(yùn)行Think&Do 監(jiān)控軟件進(jìn)行瞬時值實時監(jiān)視，并要通過TCP/IP協(xié)議，把累積量打包定時發(fā)送到上級Unix系統(tǒng)中去,實現(xiàn)了跨平臺的通訊，跨平臺的數(shù)據(jù)交換

　　2、系統(tǒng)配置圖

　　3、系統(tǒng)說明

　　Think&Do Studio 6.5軟件是美國Entivity公司開發(fā)的運(yùn)行于WinNT或Win2K操作系統(tǒng)上的基于Visio2000的監(jiān)控軟件，具有Flowchart的控制流程設(shè)計和細(xì)致豐富的HMI人機(jī)界面。本系統(tǒng)利用了該軟件方便的聯(lián)網(wǎng)掃描功能、強(qiáng)大的計算功能，及Windows下的易于二次開發(fā)性，因此把它作為了監(jiān)控軟件的開發(fā)平臺。

　　模擬量模塊和帶PROFIBUS-DP接口的電表作為子站連接在PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線中，氣、水等各個流量通過測量儀表轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA信號，輸入到模擬量模塊中來，并在Think&Do中通過FlowChart進(jìn)行計算，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)工程單位的實際值，而電表則可以從Think&Do監(jiān)控軟件中直接訪問，讀取數(shù)據(jù)。Think&Do監(jiān)控軟件一方面通過監(jiān)控畫面實時顯示數(shù)據(jù)，另一方面通過DDE Server共享給接口應(yīng)用程序。

　　由于本系統(tǒng)需要進(jìn)行累積量計算，并把累積量定時上傳給上級UNIX系統(tǒng)，因此特別為本系統(tǒng)用VB開發(fā)了一個用于計算和通訊的接口應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序通過TextBox控件連接DDE Server，讀取實時數(shù)據(jù)，并在Timer控件的定時事件中進(jìn)行累計計算，從而得出各班組的累積量。

　　該應(yīng)用程序與Unix系統(tǒng)的通信形式采用基于TCP/IP的電文包方式，通信協(xié)議采用基于TCP\IP的SOCKET方式的通信協(xié)議。

　　能源采集系統(tǒng)定時主動發(fā)送數(shù)據(jù)包，并準(zhǔn)備接受應(yīng)答信號，5秒后若無應(yīng)答信號，則提示連接錯誤;若應(yīng)答信號為不成功，則重新發(fā)送數(shù)據(jù)包(三次不成功則提示數(shù)據(jù)發(fā)送失敗);若應(yīng)答信號為成功，則結(jié)束本次發(fā)送。

　　程序流程圖如下：

　　本系統(tǒng)主要總線技術(shù)，以一臺工控機(jī)實現(xiàn)了客戶要求的所有功能，降低了成本，便于維護(hù)，是總線與計算機(jī)完美結(jié)合的產(chǎn)物。

　　現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn)，使得工業(yè)生產(chǎn)自動化水平有了實質(zhì)性的提高，符合工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)化、信息化的時代需求，因而具有良好的發(fā)展前景。工業(yè)自動化系統(tǒng)的完全數(shù)字化、并進(jìn)一步采用某種標(biāo)準(zhǔn)，是實施現(xiàn)場總線技術(shù)的基礎(chǔ)，因此它的前期經(jīng)費(fèi)投入較大。現(xiàn)場總線是當(dāng)今自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動化領(lǐng)域的計算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)，標(biāo)志著工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域又一個新時代的開始，并將對該領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。