摘要:
本課程論文主要結(jié)合本人現(xiàn)在進(jìn)行的項目(鋼廠熱軋自動化系統(tǒng))中iFIX的應(yīng)用展開。此系統(tǒng)中主要使用iFIX自動化組態(tài)軟件,IFIX可以運行于工業(yè)局域網(wǎng),實現(xiàn)實時監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)管理以及數(shù)據(jù)的共享。
關(guān)鍵詞:
工業(yè)局域網(wǎng),過程控制系統(tǒng),IFIX,工業(yè)以太網(wǎng),加熱系統(tǒng)
目標(biāo)即意義:
目前冶金企業(yè)中的加熱系統(tǒng)大多采用MTCL18淬火機(jī)床,此系統(tǒng)是八十年代末比利時OSB公司生產(chǎn)的具有國際先進(jìn)水平的雙頻淬火爐,用于冷軋工作輥的復(fù)重新淬火。近幾年以來,隨著鋼鐵行業(yè)的發(fā)展,對軋輥材質(zhì)的要求發(fā)生了很大的變化,同時對軋輥淬火的質(zhì)量要求也越來越高。故而需要對原有系統(tǒng)進(jìn)行改造。主要包括過程控制系統(tǒng)的改造和監(jiān)測操作系統(tǒng)的改造。新的系統(tǒng)采用了MODCELL過程控制級和IFIX監(jiān)控級以及基于以太網(wǎng)的高速串行通訊的CMS系統(tǒng)。
本文主要介紹系統(tǒng)工作所必須的工業(yè)以太網(wǎng)的組建,系統(tǒng)從功能上可以分為兩級:控制級監(jiān)控級。兩級之間,以同軸電纜連接,通過ARCNET協(xié)議進(jìn)行通信
設(shè)計要求:
作為過程生產(chǎn)方和維護(hù)方來說,性能優(yōu)異的過程監(jiān)測系統(tǒng)是實現(xiàn)優(yōu)化過程控制的重要條件。所以要求基于以太網(wǎng)的監(jiān)測操作系統(tǒng)必須具有下面的基本特點:
(1) 可靠性。即系統(tǒng)應(yīng)該是完全安全可靠的,這就要求系統(tǒng)必須性能穩(wěn)定,并保持在最快速度下實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確上傳和下達(dá)。
(2) 靈活性。系統(tǒng)應(yīng)在硬件和軟件等方面具有模塊化和面向過程對象的結(jié)構(gòu),確保良好的擴(kuò)展性。
(3) 開放性。監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)能蔣所有符合開放標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品和系統(tǒng),納入與其直接數(shù)據(jù)通信的范疇,從而保證在統(tǒng)一的管理和維護(hù)下充分利用系統(tǒng)資源。可以實現(xiàn)與其他信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。
(4) 可維護(hù)性。系統(tǒng)要在軟硬件方面具有模塊化結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的自診斷功能,方便對系統(tǒng)故障的分析和診斷。
互聯(lián)方案:
一.網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)比較與選擇
1. 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇
常用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線型、環(huán)型和星型結(jié)構(gòu),為了便于網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展,本方案采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
2. 組網(wǎng)技術(shù)的選擇
目前常用的校園網(wǎng)主干網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)有100Mbps的快速以太網(wǎng),100Mbps的FDDI, ATM網(wǎng)絡(luò)和千兆以太網(wǎng)。本網(wǎng)絡(luò)主要采用10Mbps細(xì)纜以太交換網(wǎng)作為主干網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù),快速以太交換網(wǎng)是性能較高的組網(wǎng)方式。它具有以下優(yōu)點:技術(shù)成熟穩(wěn)定;對傳統(tǒng)的局域網(wǎng)及其應(yīng)用有很好的支持;有效保護(hù)用戶投資。
二.網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能分析
IFIX監(jiān)控系統(tǒng)采取客戶/服務(wù)器(Client/Server)的結(jié)構(gòu)方式,使用輸入/輸出服務(wù)器(I/O server)的專管與各過程控制站的數(shù)據(jù)通訊功能,監(jiān)測操作站和服務(wù)器之間則使用局域網(wǎng)相連。由于系統(tǒng)以擴(kuò)展性架構(gòu)作為其關(guān)鍵性的結(jié)構(gòu)原則,所以具有近乎任意的擴(kuò)展能力。
在鋼廠的熱軋系統(tǒng)應(yīng)用中,加熱爐和煤氣站的兩套系統(tǒng)各使用兩套COMPAQ服務(wù)器,作為各自系統(tǒng)互為冗余的主,副I/O Server,服務(wù)器使用16口高速串行數(shù)據(jù)通訊板(Digibord) PC 16i / PC 4e,與MODCELL控制站MODBUS協(xié)議(RS485方式)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,從而保證服務(wù)器與MODCELL過程控制級之間的所有過程數(shù)據(jù)信息交換在ms內(nèi)完成。過程控制級包括控制主站和子站,每一套子站對應(yīng)于與監(jiān)控級通訊的一個數(shù)字通道。加熱爐過程控制級包括1、2、3、4號爐和公用部分(蒸汽、重油系統(tǒng))共5套MODCELL控制站,下屬30個控制子站,煤氣站過程控制級為一個控制主站,包括4個控制子站。
加熱爐系統(tǒng)使用4臺,煤氣站使用兩臺PC機(jī)承擔(dān)操作站功能,系統(tǒng)內(nèi)的6臺計算機(jī)使用10Mpbs細(xì)纜以太網(wǎng)相連,兩系統(tǒng)之間通過一條1公里長的光纜互聯(lián),實現(xiàn)了兩個區(qū)域系統(tǒng)的一體化和過程數(shù)據(jù)的共享。
IFIX作為基于Windows NT 核心開發(fā)的應(yīng)用程序,IFIX技術(shù)充分利用了這一網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,系統(tǒng)的I/O Server實際上擔(dān)當(dāng)了NT網(wǎng)絡(luò)管理和IFIX應(yīng)用程序的雙重服務(wù)器功能。
三.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖
此系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計結(jié)構(gòu)簡圖如下: