摘要:
本課程論文主要結合本人現在進行的項目(鋼廠熱軋自動化系統)中iFIX的應用展開。此系統中主要使用iFIX自動化組態軟件,IFIX可以運行于工業局域網,實現實時監控和網絡管理以及數據的共享。
關鍵詞:
工業局域網,過程控制系統,IFIX,工業以太網,加熱系統
目標即意義:
目前冶金企業中的加熱系統大多采用MTCL18淬火機床,此系統是八十年代末比利時OSB公司生產的具有國際先進水平的雙頻淬火爐,用于冷軋工作輥的復重新淬火。近幾年以來,隨著鋼鐵行業的發展,對軋輥材質的要求發生了很大的變化,同時對軋輥淬火的質量要求也越來越高。故而需要對原有系統進行改造。主要包括過程控制系統的改造和監測操作系統的改造。新的系統采用了MODCELL過程控制級和IFIX監控級以及基于以太網的高速串行通訊的CMS系統。
本文主要介紹系統工作所必須的工業以太網的組建,系統從功能上可以分為兩級:控制級監控級。兩級之間,以同軸電纜連接,通過ARCNET協議進行通信
設計要求:
作為過程生產方和維護方來說,性能優異的過程監測系統是實現優化過程控制的重要條件。所以要求基于以太網的監測操作系統必須具有下面的基本特點:
(1) 可靠性。即系統應該是完全安全可靠的,這就要求系統必須性能穩定,并保持在最快速度下實現監控數據的準確上傳和下達。
(2) 靈活性。系統應在硬件和軟件等方面具有模塊化和面向過程對象的結構,確保良好的擴展性。
(3) 開放性。監測系統應能蔣所有符合開放標準的產品和系統,納入與其直接數據通信的范疇,從而保證在統一的管理和維護下充分利用系統資源。可以實現與其他信息管理系統的數據交換。
(4) 可維護性。系統要在軟硬件方面具有模塊化結構和強大的自診斷功能,方便對系統故障的分析和診斷。
互聯方案:
一.網絡系統關鍵技術比較與選擇
1. 拓撲結構的選擇
常用的網絡拓撲結構有總線型、環型和星型結構,為了便于網絡管理和網絡擴展,本方案采用總線型拓撲結構。
2. 組網技術的選擇
目前常用的校園網主干網組網技術有100Mbps的快速以太網,100Mbps的FDDI, ATM網絡和千兆以太網。本網絡主要采用10Mbps細纜以太交換網作為主干網的組網技術,快速以太交換網是性能較高的組網方式。它具有以下優點:技術成熟穩定;對傳統的局域網及其應用有很好的支持;有效保護用戶投資。
二.網絡系統功能分析
IFIX監控系統采取客戶/服務器(Client/Server)的結構方式,使用輸入/輸出服務器(I/O server)的專管與各過程控制站的數據通訊功能,監測操作站和服務器之間則使用局域網相連。由于系統以擴展性架構作為其關鍵性的結構原則,所以具有近乎任意的擴展能力。
在鋼廠的熱軋系統應用中,加熱爐和煤氣站的兩套系統各使用兩套COMPAQ服務器,作為各自系統互為冗余的主,副I/O Server,服務器使用16口高速串行數據通訊板(Digibord) PC 16i / PC 4e,與MODCELL控制站MODBUS協議(RS485方式)進行數據通訊,從而保證服務器與MODCELL過程控制級之間的所有過程數據信息交換在ms內完成。過程控制級包括控制主站和子站,每一套子站對應于與監控級通訊的一個數字通道。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)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。
加熱爐系統使用4臺,煤氣站使用兩臺PC機承擔操作站功能,系統內的6臺計算機使用10Mpbs細纜以太網相連,兩系統之間通過一條1公里長的光纜互聯,實現了兩個區域系統的一體化和過程數據的共享。
IFIX作為基于Windows NT 核心開發的應用程序,IFIX技術充分利用了這一網絡操作系統的可靠性和穩定性,系統的I/O Server實際上擔當了NT網絡管理和IFIX應用程序的雙重服務器功能。
三.網絡拓撲結構圖
此系統的網絡設計結構簡圖如下: