2.2通信网络
由于在分散控制系统中广泛采用了多处理机的结构,所以处理机之间的数据通信变得极其重要。
现场总线技术作为自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化的发展方向。Profitbus是唯一的全集成H1(过程)和H2(工厂自动化)现场总线解决方案,是一种不依赖于厂家的开发式现场总线标准,它可广泛应用于制造加工、过程和建筑自动化领域。在该监控系统中,现场级3个PLC站之间利用Profitbus进行数据通信,实现了纸板生产线状态数据的采集和控制信号的传递。
Ethernet以太网最初是由Xeroex在20世纪70年代开发的—种连网传输方法,后来由Xeroex、数字设备公司(DEC)和Intel改进。这种灵活的技术可以运行在各种网络介质上,并在合理的开销下提供很好的容量。到目前为止,以太网是用于局域网的最流行的逻辑拓扑结构。在该监控系统中,控制级操作站之间和管理级终端机之间采用Ethernet进行数据通信。实现了各操作站间的相互冗余备用以及管理数据的存取。
DCS各级之间的通信一直以来是工程技术人员关注的技术热点之一。该系统采用VIPA公司PC-CPU 288L自带的Ethernet端口很好的解决了现场级到控制级之间的通信问题。实现了现场实时数据向上输送和控制级信号的向下传递。由于控制级和管理级同时采用Ethernet,因此它们之间直接用集线器(HUB)相连,进行相互通信。
该监控系统中,将以太网(Ethernet)与现场总线相结合实现了PLC站之间、操作站之间、管理终端之间以及现场级、控制级、管理级之间的数据通信。
3 软件设计
现场级V200 CPU站采用了快速可预测实时内核,其周期性工作的时间稳定性(Jitter-Time)可达2微秒(300MHZ CPU)。PLC和硬件模块及现场总线的数据交换均在实时任务中进行,保证了这类数据交换在操作系统中的延时不超过几个微秒。控制任务作为实时任务执行,其最短工作周期可达0.01毫秒。
PLC监控程序采用图形化组态工具ControlChart编制,该工具是一种基于IEC1131-3流程图形语言的开发式控制软件,符合工业标准。工程师在控制级操作站上即可利用现成模块进行自由组合、在线观察和调试,极大地缩短了控制系统的调试时间。瓦楞纸板流水线的控制任务主要进行线上各机组运行速度协调。速度调节中粘合机作为主机,过胶机、修边机、横切机和堆叠机与主机同步运行。
ZJL、DJL、DDCL和SJCL分别对应纸浆量(瓦楞机)、堆积量、订单产量和实际产量,根据以上量的测量数值对粘合机和瓦楞机速度进行相应的调节。