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以UNO和ADAM5510为基础的远程SCADA系统设计与实施

2018年10月08日 10:21:15来源:电子工程世界作者:什么鱼关键词:SCADA系统

​1 、开发需求与布景

随着现代工厂信息自动化进程的加速,企业界、外部之间的交流信息已不局限于一般含义上的对出产现场状况的监督和操控,而是需要把企业的横向通讯(同一层不同节点的通讯)和纵向通讯(上、下层之间的通讯)紧密联系在一同,构成一个含义更广泛的归纳办理体系。在PCS层中,只要具有Web功用的SCADA体系,才干满意企业信息自动化信息渠道的要求,它使收集和监控的数据得以敞开,能被更多的办理体系、操控体系和运用者所拜访。

在塑料绝缘电线电缆出产进程中,有一极端要害的工序,即:塑胶工序,它是将绝缘PVC塑料挤制在导电线芯上,工艺要求其绝缘厚度有必要在公役范围内,否则为废品。电线电缆出产厂家对此工艺特别重视,但废品率仍然较高,为节能降耗,为某电线电缆出产厂家选用Advantech公司的网络操控器UNO-2053以及根据PC的PLC操控器ADAM5510,开发了一套根据Web的SCADA体系,效果较好,为企业完成“工厂信息自动化”奠定了坚实的基础。

2 、体系规划

根据Web的SCADA体系的首要有以下几部分组成:数据库和WEB效劳器、现场测控设备、监控设备、交流式以太网、浏览器等,其间交流式以太网是数据主通道。要真实完成根据Web的SCADA,不仅要考虑网络技术和操控技术的特色,还要考虑现代操控体系的新特性。比方数据传输的牢靠性和准确性,数据通讯的准确性是长途测控体系的首要要求,没有牢靠的数据是不可能进行操控的。还有某些设备的实时性要求,有必要确保其优先级,另外协议的简单化可完成少推迟,快速投递,网络数据库的衔接和更新不仅是动态的、实时的,并且要有高的编程功率和很好的兼容性,TCP/IP协议和现场总线协议的兼容性,真实到达数据畅通无阻。

在规划中,车间级Intranet首要有车间Web效劳器(用于外部Ethernet衔接以及与班组网络衔接)、车间出产效劳器(用于出产计划、调度、报表计算等)以及车间操控效劳器(车间出产操控流程、出产工艺操控、设备实时监控等)组成,与外部衔接选用光纤通讯介质,车间内部包括各班组效劳器UNO-2053在内的各效劳器均选用100M Ethernet衔接。考虑到设备的实时操控要求,选用了PC-Based的Soft PLC ADAM5510操控器为主操控器,ADAM4000为辅助SCADA组件,用以实时操控各出产设备的运转。

长途SCADA体系选用全分布式构架,主站体系和子站体系通过根据企业界部IP的数据网络衔接。长途监控站、长途运转站和设备保护站一同构成主站体系,是直接与用户触摸的部分,具有友爱的人机界面;位于车间级的各个UNO则一同构成子站体系,这是与被监控目标密切相关的部分,一切的监控功用都通过子站体系效果到被保护目标上。塑胶车间的根据Web 的SCADA体系结构图见图1所示。

为了将体系集成为具有丈量、操控、办理功用于一体的测控体系,整个计算机办理网络结构选用B/S(Brower/Server)结构、实时数据交流技术――DDE,并嵌入实时数据库技术,完成有用的管控一体化办理。其间工艺操控效劳器由实时数据库、操作台浏览器等组成,首要完成出产进程的实时监控功用。除装置惯例的Windows Server 2000、Microsoft SQL Server 6.5、Power Builder 7.0外,还装置有出产工艺操控在线实时效劳实据库,以备现场智能操控设备实时拜访并下载工艺操控参数。出产在线效劳器由数据库效劳器、工效果户浏览器等组成,首要完成出产进程的实时监督功用和出产数据办理功用,装置有Windows Server 2000、Microsoft SQL Server 6.5以及出产调度操控数据库。车间Web效劳器由企业Internet网站和用户浏览器组成,首要完成长途数据交互功用。

整个车间选用100M快速以态网为骨干,衔接各个智能操控单元PLC以及工艺操控效劳器、出产在线效劳器和车间Web效劳器,体系选用星型网络拓扑结构。

2.1 班组级网络操控器UNO-2053

在车间班组级SCADA规划中,要点需考虑严苛的工业现场环境、安稳性以及电磁兼容等问题,一起还要防止操作人员非作业时间运用计算机而形成的不必要的费事。为此,选用了Advantech公司的工业级嵌入式微型PC-UNO2053起数据网关效果,它集计算机、通讯、操控于一体,一起与SCADA操控器ADAM5510具有杰出的兼容性。贴片低功耗CPU防止了工业中电扇毛病、Socket结构给操控体系带来的散热、电磁兼容、抗冲击、抗震动问题,一起具有防尘、抗震、抗冲击等特性,能满意严苛工业现场要求。是一款真实的具有“网络就是操控器”概念的工业级嵌入式网络操控器。

2.2 “网络就是操控器”

所谓的“网络就是操控器”,就是去除内部总线和外部总线,选用单一的总线,传输协议选用规范的TCP/IP协议,整个体系中选用同一数据流,数据传输通过SWITCH、ROUTE挑选,而不通过操控器的CPU,完成数据的实时拜访,彻底没有接口问题,消除办理层、操控层、现场层之间的各种接口,并可与Internet无缝衔接。整个体系在此技术下被认为是同一操控器,而不是多个智能操控器的总线互联,称之为“The network is controller”。

UNO-2053网络操控器的一部分并作为衔接现场智能操控模块的操控网络,网络集线器被集成在每个操控器中,通过分配空间把内部通讯从外部通讯平分离开来,此集线器技术和底层协议的集成确保了Ethernet确实定性和兼容性,简直能够扫除数据通讯的磕碰问题,能够把Ethernet体系总线看作是现场总线,它能够衔接到每个独立的智能操控模块,整个进程和体系被看作成一个逻辑单元,乃至一个独立的现场操控单元,不需考虑网络各层概念,由此就消除了CPU的瓶颈效应,一切数据在网络层中仅表达一次,网络扮演了真实效劳器的角色,这正是工业Ethernet能成功地被使用到实时工业操控环境的一大理由,它使网络完成了从现场操控单元到Internet 、Intranet,办理层的直接通讯。

2.3 网络化车间调度的多Agent环境

网络化车间调度的多Agent环境随着计算机技术和网络通讯技术的开展,车间内相关的制作设备能够通过局域网彼此衔接起来,为完成车间制作体系的网络化供给了最基本的硬件渠道。在此之上,运用面向目标技术结构车间使用软件体系,将原有的使用体系封装起来,通过Agent化处理,构成多Agent体系。在本体系中,与车间调度有关的Agent首要有:主出产计划Agent、工艺操控Agent、工艺专家Agent、调度员Agent、车间调度Agent、设备信息库Agent、辅助资源信息Agent等,在多Agent的调度环境中,各Agent具有自治性和智能性,它们通过协作和协调共同完成网络化车间使命的动态分配,并及时处理各种扰动,确保体系安稳、牢靠的运转。在整个体系中,每一个环节都是以合理的协作战略与通讯的完成为基础,因而,处理Agent间协作与通讯问题是多Agent体系规划的要害问题之一。

3 、结束语

企业信息化是我国国民经济信息化的首要使命,而企业归纳自动化是企业的开展方向。根据Web的SCADA给企业信息化奠定了坚实的基础。完成企业信息化与归纳自动化,不但要开展操控网络,建设信息网络,并且要重视操控网络与信息网络的集成,完成计算机协同作业与信息同享,这是未来数字企业的开展方向。而操控范畴的eAutomation的倡导者Advantech则为该信息渠道供给了强有力的信息硬件渠道和有用的处理方法。咱们相信,随着我国企业信息自动化脚步的加速,会有更多的Advantech的eAutomation产品被成功地使用到企业信息化的建设当中去。

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