PROFIBUS FCS 及工业Ethernet在料香配送系统中的应用

rnet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。

　　考虑到具体应用和监控系统成本，使用iFIX组态软件的有限点服务器版（安装在服务器上）和几套客户版（安装在监控站上）。服务器的操作系统是Windows 2000 Server，用做监控画面的开发，并作为数据服务器运行;客户版用于运行监控画面。监控站和服务器之间采用TCP/IP协议通讯，最高通讯速率10Mbps。

　　IFIX Server作为SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition 监视控制和数据获取）节点方式运行，通过iFIX和PLC之间的接口I/O Driver从PLC中读写数据并存入PDB（Process Database过程数据库）。IFIX Client浏览SCADA节点，从SCADA节点获取本地数据或其它授权远程数据。

5 料香配送系统关键通信机制

　　控制系统中主要有三种典型通信方式：IFIX Server作为SCADA节点与PLC;配料系统PLC与储存区PLC;储存区PLC与制丝线加料香点通过DP总线耦合通信。第一中已在4中做了介绍，以下介绍另外两种通信方式的关键技术。

　　5.1 PLC之间的通信

　　由系统整体结构图可以看出，PLC之间的通信是基于工业以太网的网络通信，用CP（Communication Processor 通信处理器）实现。本地CP配置远程CP的基本接口地址和以太网地址（通道上的物理地址），用PLC提供的专门用于CP通信的指令即可实现高速通信。

　　5.2 储存系统与加料香系统之间的通信

　　这种通信借助DP/DP耦合器来实现。对通信两侧的任一DP总线侧，DP/DP耦合器具有独立总线地址和输入输出I/O地址，本地的输出区对应于对方的输入区，反之亦然。所以实际使用时只需将本地的输出区和输入区分别与对方的输入区和输出区配置同样的I/O地址空间即可。

6 结束语

　　现场总线和工业以太网作为当今工业自动控制领域的新技术，在许多行业都得到了成功应用。本文以烟草企业料香配送系统为应用背景，详细介绍了基于PROFIBUS现场总线技术结合工业以太网技术的料香配送控制系统网络层次和组成结构，并分析了监控方式和通信机制。该系统在国内某大型烟草企业投入运行1年来运行效果良好，比起老式DCS控制系统大大降低操作人员和系统维护人员的劳动强度，显著提高经济效益。这种典型管控一体化三层网络控制系统对其它行业的控制系统构建有重要参考价值。

参考文献

[1] 邬宽明. 现场总线应用技术选