PROFIBUS FCS 及工業Ethernet在料香配送系統中的應用

　　2.3 基于PROFIBUS的管控系統網絡層次結構

　　一般來講，控制系統網絡可分為3層：信息層、控制層和設備層（傳感/執行層），基于PROFIBUS的管控系統網絡層次結構如圖2所示。傳統的控制系統在信息層大都采用以太網，而在控制層和設備層一般采用不同的現場總線或其他專用網絡。目前，以太網已經滲透到了控制層和設備層，幾乎所有的PLC和遠程I/O供應商都能提供支持TCP/IP的以太網接口的產品。

3 料香配送控制系統結構

　　根據系統的工藝布置及控制要求，配料系統有400個開關量輸入點，180個開關量輸出點，50多個模擬量輸入點。儲存系統有330個開關量輸入點，150個開關量輸出點，30多個模擬量輸入點。考慮到控制系統復雜的控制過程，模擬量和開關量的I/O點數多，分布地點比較分散，處理的數據量大，同時為了系統能可靠的運行，實現數據采集監控和聯網功能，基于現場總線技術的控制系統網絡結構如下圖3。

　　整個系統采用三層結構即信息管理層、工業 Ethernet網絡層和PROFIBUS控制層。三級網絡分別負擔各自的信息傳遞任務。監控服務器、監控客戶機和PLC接入Industrial Ethernet網;監控服務器同時要接入工業Ethernet網。監控服務器需插Industrial Ethernet和Ethernet雙網卡，擔當Industrial Ethernet和Ethernet之間的網關。

　　控制系統可以整線工作，又能局部段連接工作，也能各段相對獨立工作，非常靈活。根據系統的要求監控站和服務器由工控機組成（如果監控站環境較好，普通計算機就可以），操作系統分別為Windows2000 pro和Windows2000 Server。控制器采用幾套SIEMENS S7-400控制器和相應通訊處理器CP。服務器作為數據采集及與控制器交換數據，也可以同時對三個系統實施控制，以增強系統的靈活性。服務器對現場檢測的所有物理參數（閥、電機、泵、溫度、壓力、液位、流量）進行數據采集并進行適當處理，以用于計量、計算、控制、報警;并將采集的數據發送到各工作站，將各工作站的控制信號發送到控制器。

　　由于料香中有些屬于易爆型，采用PROFIBUS-PA總線技術，構成本質安全的結構。DP和PA總線段的耦合采用PROFIBUS DP/PA Link - 即智能DP/PA總線鏈接耦合器，使得在PA總線段速度為45K的情況下 DP總線段的速度（實際運行時為1.5M）不降速。

　　考慮到輸送料、香時要與距離100m外的制絲生產線的加料、香點控制系統進行數據通信，儲存系統需在本地總線網絡裝接中繼器，保證與制絲生產線的通信信號可靠。用PROFIBUS DP/DP總線耦合器實現本地DP總線與制絲線DP總線的通訊連接。

　　需要注意的是DP總線中繼器在網絡中呈透明態，不占用站點數，但DP/PA鏈接耦合器和DP/DP耦合器均以一個DP從站的形式存在。

4 料香配送系統的監控系統

　　控制系統的監控軟件采用Intellution 公司的2.50版的iFIX工業組態軟件, 工作平臺為Windows 2000系列。iFIX 是一套實現現場數據采集，過程可視化及過程監控功能的高性能的工業自動化軟件解決方案。具有一下優點：擁有完備的工業圖形庫;人機界面具有良好的開放性，支持以太網、PROFIBUS;支持TCP/IP、網絡DDE、ODBC、OPC、SQL、Internet等標準通訊協議;Client/Server結構，完整的OPC的客戶服務器模式的支持; 內置微軟的Visual Basic for Application 作為腳本程序，使用戶編程更加靈活，系統功能更為強大。IFIX數據流結構如圖4所示。