PROFIBUS FCS 及工业Ethernet在料香配送系统中的应用

　　2.3 基于PROFIBUS的管控系统网络层次结构

　　一般来讲，控制系统网络可分为3层：信息层、控制层和设备层（传感/执行层），基于PROFIBUS的管控系统网络层次结构如图2所示。传统的控制系统在信息层大都采用以太网，而在控制层和设备层一般采用不同的现场总线或其他专用网络。目前，以太网已经渗透到了控制层和设备层，几乎所有的PLC和远程I/O供应商都能提供支持TCP/IP的以太网接口的产品。

3 料香配送控制系统结构

　　根据系统的工艺布置及控制要求，配料系统有400个开关量输入点，180个开关量输出点，50多个模拟量输入点。储存系统有330个开关量输入点，150个开关量输出点，30多个模拟量输入点。考虑到控制系统复杂的控制过程，模拟量和开关量的I/O点数多，分布地点比较分散，处理的数据量大，同时为了系统能可靠的运行，实现数据采集监控和联网功能，基于现场总线技术的控制系统网络结构如下图3。

　　整个系统采用三层结构即信息管理层、工业 Ethernet网络层和PROFIBUS控制层。三级网络分别负担各自的信息传递任务。监控服务器、监控客户机和PLC接入Industrial Ethernet网;监控服务器同时要接入工业Ethernet网。监控服务器需插Industrial Ethernet和Ethernet双网卡，担当Industrial Ethernet和Ethernet之间的网关。

　　控制系统可以整线工作，又能局部段连接工作，也能各段相对独立工作，非常灵活。根据系统的要求监控站和服务器由工控机组成（如果监控站环境较好，普通计算机就可以），操作系统分别为Windows2000 pro和Windows2000 Server。控制器采用几套SIEMENS S7-400控制器和相应通讯处理器CP。服务器作为数据采集及与控制器交换数据，也可以同时对三个系统实施控制，以增强系统的灵活性。服务器对现场检测的所有物理参数（阀、电机、泵、温度、压力、液位、流量）进行数据采集并进行适当处理，以用于计量、计算、控制、报警;并将采集的数据发送到各工作站，将各工作站的控制信号发送到控制器。

　　由于料香中有些属于易爆型，采用PROFIBUS-PA总线技术，构成本质安全的结构。DP和PA总线段的耦合采用PROFIBUS DP/PA Link - 即智能DP/PA总线链接耦合器，使得在PA总线段速度为45K的情况下 DP总线段的速度（实际运行时为1.5M）不降速。

　　考虑到输送料、香时要与距离100m外的制丝生产线的加料、香点控制系统进行数据通信，储存系统需在本地总线网络装接中继器，保证与制丝生产线的通信信号可靠。用PROFIBUS DP/DP总线耦合器实现本地DP总线与制丝线DP总线的通讯连接。

　　需要注意的是DP总线中继器在网络中呈透明态，不占用站点数，但DP/PA链接耦合器和DP/DP耦合器均以一个DP从站的形式存在。

4 料香配送系统的监控系统

　　控制系统的监控软件采用Intellution 公司的2.50版的iFIX工业组态软件, 工作平台为Windows 2000系列。iFIX 是一套实现现场数据采集，过程可视化及过程监控功能的高性能的工业自动化软件解决方案。具有一下优点：拥有完备的工业图形库;人机界面具有良好的开放性，支持以太网、PROFIBUS;支持TCP/IP、网络DDE、ODBC、OPC、SQL、Internet等标准通讯协议;Client/Server结构，完整的OPC的客户服务器模式的支持; 内置微软的Visual Basic for Application 作为脚本程序，使用户编程更加灵活，系统功能更为强大。IFIX数据流结构如图4所示。