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论文摘要:工业以太网控制系统是集散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）之后产生的一种新型的工业控制系统。本文简要介绍了工业以太网的特点，并详细论述了工业以太网在控制领域的应用现状以及以太网交换技术的发展趋势，并提出了以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络的观点。
传感器技术、通信技术和计算机技术是现代信息技术的三大基础，随着IT技术的飞速发展和工业自动化要求的不断提高，工业控制网络所担负的工作越来越重。与数据信息网络不同，工业控制领域需要一种高速廉价、实时性和开放性好、稳定性和准确性高的网络。以太网（Ethernet）技术支持几乎所有的网络协议,所以在数据信息网络中得到广泛应用，具有传输速度高、低能耗、便于安装、兼容性好、开放性高和支持设备等多方面的优势。工业以太网的开放性使得工业控制网络和企业信息网络的无缝整合方面具有无可比拟的优势。
一、工业以太网技术的特点
以太网技术具有价格低廉、稳定可靠、通信速率高、软硬件产品丰富、应用广泛以及支持技术成熟等优点，已成为最受欢迎的通信网络之一。近些年来,随着网络技术的发展,以太网进入了控制领域,形成了新型的以太网控制网络技术。这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展,开放的、透明的通讯协议是必然的要求。以太网技术引入工业控制领域，其技术优势非常明显：
（一）Ethernet是全开放、全数字化的网络，遵照网络协议不同厂商的设备可以很容易实现互联。
（二）以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络。
（三）软硬件成本低廉，由于以太网技术已经非常成熟，支持以太网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持，有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择。
（四）通信速率高，随着企业信息系统规模的扩大和复杂程度的提高，对信息量的需求也越来越大，有时甚至需要音频、视频数据的传输，目前以太网的通信速率为10M、100M的快速以太网开始广泛应用，千兆以太网技术也逐渐成熟，10G以太网也正在研究，其速率比目前的现场总线快很多。
（五）可持续发展潜力大，在这信息瞬息万变的时代，企业的生存与发展将很大程度上依赖于一个快速而有效的通信管理网络，信息技术与通信技术的发展将更加迅速，也更加成熟，由此保证了以太网技术不断地持续向前发展。
二、工业以太网在控制领域应用现状
工业以太网与现场总线相比，它能提供一个开放的标准，是企业从现场控制到管理层实现全面的无缝的信息集成，解决了由于协议上的不同导致的“自动化孤岛”问题，但从目前的发展看，工业以太网在控制领域的应用主要体现在以下几种形式。
（一）混合Ethernet/Fieldbus的网络结构
这种结构实际上就是信息网络和控制网络的一种典型的集成形式。以太网正在逐步向现场设备级深入发展，并尽可能的和其他网络形式走向融合，但以太网和TCP/IP原本不是面向控制领域的，在体系结构、协议规则、物理介质、数据、软件、实验环境等诸多方面并不成熟，而现场总线能完全满足现代企业对底层控制网络的基本要求，实现真正的全分布式系统。因此，在企业信息层采用以太网，而在底层设备级采用现场总线，通过通信控制器实现两者的信息交换。
（二）专用工业以太控制网络 如何利用工业以太网单独作为控制网络是工业以太网的发展方向之一，也是工业控制领域的研究热点之一。如德国Jetter AG公司的新一代控制系统JetWeb，是融现场总线技术、100Mb/s以太网技术、CNC技术、PLC技术、可视化人机接口技术和全球化生产管理技术为一体的工业自动化控制系统，同时具有广泛的兼容性，可兼容第三方自动化控制产品，提出“网络就是控制器”的观点，是取代所有底层现场总线的工业网络结构。这种工业控制网络是将以太网贯穿于整个网络各层次，使它成为透明的覆盖整个企业范围的应用实体。它实现了办公自动化与工业自动化的无缝结合，实质上是一个单层的扁平结构，其良好的可扩展性和互连性，使之成为真正意义上的全开放网络体系结构的大统一。
（三）基于Web的网络监控平台
嵌入式以太网是最近网络应用热点，就是通过Internet使所有连接网络的设备彼此互通，从计算机、PDA、通信设备到仪器仪表、家用电器等。在企业内部，可以利用企业信息网络，进行工厂实时运行数据的发布和显示，管理者通过Web浏览器对现场工况进行实时远程监控、远程设备调试和远程设备故障诊断和处理。实现的最简单办法就是采用独立的以太网控制器，连接具有TCP/IP界面的控制主机以及具有RS-232或RS-485接口的现场设备。以太网控制器在这里扮演了通用计算机网络和现场各类设备之间的一个桥梁。
三、以太网交换技术的发展趋势
以太网和通信技术的突飞猛进，促使工业以太网技术进一步发展。目前它已经在工业企业综合自动化系统中的资源管理层、执行制造层得到了广泛应用，并呈现向下延伸直接应用于工业控制现场的趋势。从目前国际、国内工业以太网技术的发展来看，目前工业以太网在制造执行层已得到广泛应用，并成为事实上的标准。未来工业以太网将在工业企业综合自动化系统中的现场设备之间的互连和信息集成中发挥越来越重要的作用。总的来说，工业以太网技术的发展趋势将体现在以下几个方面：
（一）工业以太网与现场总线相结合
工业以太网技术的研究还只是近几年才引起国内外工控专家的关注。而现场总线经过十几年的发展，在技术上日渐成熟，在市场上也开始了全面推广，并且形成了一定的市场。就目前而言，全面代替现场总线还存在一些问题，需要进一步深入研究基于工业以太网的全新控制系统体系结构，开发出基于工业以太网的系列产品。
（二）工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋
随着以太网通信速率的提高、全双工通信、交换技术的发展，为以太网的通信确定性的解决提供了技术基础，从而消除了以太网直接应用于工业现场设备间通信的主要障碍，为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。为此，国际电工委员会IEC正着手起草实时以太网（Real-time Ethernet, RTE）标准，旨在推动以太网技术在工业控制领域的全面应用。
参考文献：
[1]徐皑冬,王宏,杨志家.基于以太网的工业控制网络[J].信息与控制,2000年4月,第29卷,第2期
[2]贾东耀,汪仁煌.工业控制网络结构的发展趋势[J].工业仪表与自动化装置,2002年,第5期
[3]杨清宇,施仁.基于因特网的工业控制网络体系结构研究[J].信息与控制,2002年10月,第3l卷,第5期
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chenwh78 发表于 2009/4/23 8:42:56
1 制造企业网络信息集成系统的现状2楼 回复本楼
为了应对制造业日益激烈的全球化竞争，离散制造企业必须大力开展企业内部控制网络化建设，加强对生产系统的控制和管理。车间是制造企业网络信息集成系统的基础，承担着如何在现有车间数字设备资源的基础上，利用网络技术实现车间资源的动态重组、集成以及传递各种管理信息和生产控制信息的实时传递，是促进企业信息化、提高企业生产力的重要环节。
由于发展速度不同，生产条件不一样，目前车间自动化控制系统的形式主要有基于串口通信的计算机集中控制、分布式控制系统（DistributedControlSystem，DCS）和现场总线（Fieldbus）是目前车间底层设备之间常用的通信网络，为车间底层设备信息及生产过程信息集成提供了通信技术平台。由于不同行业应用派生出不同的总线系统，加之经济利益的冲突，各种不同现场总线标准之间的互不兼容严重束缚了不同厂商设备之间的互连，使得多现场总线应用推广受到限制。传统的控制系统从网络到控制系统底板设计均为主从方式，且不同层次的应用层协议也不同，使得跨越不同层次的访问会有一定的困难。
企业范围的远程监控与数据获取（SupervisorControlandDataAcquisition，SCADA）和工厂现场的电子操作员界面也存在着开发软件不统一以及上位和下位数据库不统一的问题。因此，车间底层设备控制已成为企业信息化和工厂自动化发展的瓶颈。针对这种情况，西门子公司采用基于组件技术的PROFINET自动化总线标准，实现分布式现场设备通过PROFINET与工业以太网的透明链接；美国DigiIntemational公司采用设备服务器技术，实现具有串行端口的工业设备与工业以太网的链接。国内浙江大学、浙大中控、中科院沈阳自动化研究所、清华大学、大连理工大学、重庆邮电学院等单位，在国家863计划支持下，研究了以太网技术应用于工业测量与控制现场设备间通信的关键技术，并起草了EPA（EthernetforP1antAutomation）国家标准1；上海大学的费敏锐教授等研制了“支持工业以太网与多协议转换技术的新型测控平台”。这些研究主要是针对流程工业。
本文主要研究离散型制造企业中车间数字设备间的关联信息，分析其分布式智能集中控制的功能需求，提出利用工业以太网技术，采用统一的网络结构，构建车间数字设备智能集中控制系统。
2 工业以太网
工业以太网是将以太网作为现场设备的控制网络平台，它不仅在办公自动化领域而且在工业自动化场合得到了广泛应用，许多如控制器、PLC、智能仪表、执行器以及DCS系统已经带有以太网接口，这些都标志着工业以太网已经成为真正开放互连的工业网络的发展方向。工业以太网在传统以太网技术的基础上，通过采用双工通信、交换机、信息优先级等技术，使有实时要求站点的通信通过交换机实现透明的转发，不存在信道共享引起的竞争问题，还可以方便地实现优先级排队机制，使紧急信息的传送达到最快。采用以太网集线器可使实时数据的延迟时间控制在200ms范围之内，并在以太网的协议中加入实时功能，采用高速背板交换或微处理器交换，响应时间是确定的，足以满足2005／V大多数场合的实时控制要求。工业以太网成本低，速度高达1Gb／s。因此，工业以太网将在车间现场设备控制中发挥重要作用，对车间数字设备的网络化控制模式产生很大的影响。
3 数字设备智能控制系统及其功能设计
车间数字设备是指在离散型制造企业中使用具有数字控制功能的装备或仪器，如数控机床、三坐标测量仪、可编程序控制器、智能仪器和智能执行器（工业机器人）等。目前，中国离散制造企业数字设备的使用具有如下特点：存在不同生产厂家、不同生产时间或不同数控系统的数字设备；多数企业的数控设备采用的是依据加工对象不同进行在线编程的方法；单台设备采用集中控制，自动化程度较高；设备之间大多没有实现集中控制，彼此之间信息传递较少；现场总线控制系统（FCS）是目前车间数字设备分布式控制所采用的主要方式。随着现代化管理的需要，车间数字设备与控制系统间需要交换的数据越来越多，如：过程测量与控制数据的上载传输，报警信息的上传，组态信息的下载传输，修改后的控制参量数据的下载传输等，这就需要运用智能理论与智能感测技术来获取信息，将其存储于动态和静态数据库中，利用相关的智能调度和控制策略，分析、处理、优化和控制数据信息，实现车间数字设备协调统一的管理和控制，达到优化生产过程的目的。而采用完全的局部控制和完全的全局控制都不能达到最优。按照集中管理分散控制的原则，对车间数字设备须采用分布式集中智能控制方式，其主要模块及功胄色女口下。
（1）设备配置和状态管理包括车间设备档案管理与查询；车间生产设备运行数据采集与设备运行统计查询；基于任务的（设备）资源动态组合：根据生产任务、加工工件和其它变化，重新分配和组合设备；设备命令协议的定制功能：针对监控对象的不同属性，对设备协议进行定制，保证控制台和设备协议的一致性，保证控制命令的正确解释与执行。
（2）智能维护管理建立数字设备信息库和备品备件库，对各种数字设备的运行质量进行记录，为生产提供预测维修信息，支持预测维修计划，避免非计划停机，进行安全管理和故障分析，跟踪和指导设备与工具维护的活动来保证生产和调度的进程，也提供紧急问题的反映，如报警，并维护历史信息以支持问题的诊断。
（3）过程管理主要包括对数字设备资源跟踪（访问设备资源库，对设备状态信息进行查询和跟踪），生产进程跟踪（包括工件工序进程跟踪、零件质量信息跟踪和零件完工件数跟踪），质量监控（包括零件质量统计分析、关键件质量跟踪）。
（4）工艺管理零件n-r-r艺信息维护，如加工工序步骤、加工工时等，自动修正工艺信息，以满足车间生产和临时工艺改变。工艺规划与管理，主要包括资料管理、产品结构（BOM）管理、工艺规划，其中，资料管理包括文档接收、文档更新、文档借 阅、文档发放、文档查询和存根管理；产品结构管理中包括项目编码定义、物料明细表管理与动态维护，例如生产作业完工登记，并根据零件的工艺信息，确定零件的下道工序走向，记录到工艺信息表中，以便于跟踪零件物流信息；工艺规划包括交互式工艺设计、工艺查询与检索、工装提出管理、工艺例外处理、加工过程卡片编制及临时脱离工艺卡编制。
（5）数据收集／获取与处理包括制造信息的描述模型，车间现场制造信息的获取，并进行处理，考虑工艺流程，用于对后续工序加工参数的修正或对后续加工工序进行自动调整，从而在保证加工精度的前提下，提高加工效率。
（6）组件管理包括设备组件和控制组件模型描述、组件库的建立与管理、组件的重构、组件检入／检出机制、组件的动态调度与组态
（7）SCADA功能SCADA包括通过各种通信协议实现数据采集，各种实时数据进行存储、分类、综合分析和显示；对现场设备或控制器直接浏览和操作，而不必编写专门的监控软件。对车间设备的运行进行实时监测和状态自动诊断，并可实现自动校正功能。
4 基于工业以太网的智能控制系统的体系结构
基于工业以太网的智能控制系统的拓扑结构如附图所示，系统中各主要部分的功能如下。
（1）智能控制器完成对生产现场数字设备的程序管理与动态调度。获取各控制设备的信息，并将组态信息下载到各数字设备中；接受各数字设备发出的周期性过程测量与控制数据，对现场数字设备进行监控，同时，这些数据也传递给数据库服务器，建立实时数据库；接受现场设备发出的报警信息，建立历史报警信息文档，并通过声光报警提醒用户及时处理。
（2）智能接口考虑到设备控制系统种类繁多，不同厂家都有自己的控制方式，而且以前出厂没有联网能力的设备仍然在大量使用。针对这种情况，采用智能接口完成对现场信息的提取以及对设备的控制，然后通过智能接口与智能控制器和数据库进行联网通信以及数字设备之间的通信。实现多种协议间的转换；将软件组件或数据下载到现场数字设备；实现对现场设备的工作参数、状态参数的采集与处理，并与智能控制器实现控制信息、状态信息、I／O数据的交换。
（3）web服务器将加工过程中的测量与控制信息用于刷新动态网页，用户可通过远程IE、Netscape等通用浏览器（而无需专门的监控软件）x—J间生产现场进行实时监控。
（4）数据库服务器包含动态数据库服务器和静态数据库服务器。实现各种数据的检人、检出、数据库的建立与管理。
5 结束语
基于工业以太网的车间数字设备智能控制系统的研究是车间制造过程管理的一个重要方面，目的是实现从资源规划到底层设备控制的透明通信，解决车间数字设备自治条件下的协调问题，对于提高我国制造业资源的利用率、提升企业的核心竞争力以及推动网络化制造的发展与应用具有积极的意义和实用价值。
引用 chenwh78 2009/4/23 8:42:56 发表于2楼的内容
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chenwh78 发表于 2009/4/23 8:44:19
3楼 回复本楼摘要：通过对某炼钢厂现有转炉布袋除尘系统中的监控部分的调查与研究，发现其采用工业现场总线进行通讯，协议较多且不统一，如opc协议、modbus协议、modbusmodbusplus协议等。整个系统分7个部分，分散且距离较远，不便于对系统进行有效分析和控制，所以除尘效率比较低下。针对此问题，采用施奈德Quantum系列Plc，Mp7工业监控软件，将工业以太网作为现场数据的通讯通道，采用TCP-IP协议作为统一的通讯协议，进行集中监控，利用触发方式对于事件进行激活，从而减少系统资源利用，有效减少网络诱导延迟。通过系统的设计，提高了除尘效率，减少烟尘排放浓度，改善大气环境质量。
关键词：布袋除尘；网络监控；工业以太网；冗余；延迟
引言
钢铁冶炼过程中产生的大量粉尘对操作人员的健康及环境造成极大的危害，而布袋除尘在除尘治理方面效果良好而被广泛采用。济南某钢铁厂虽然采用布袋除尘系统，但由于缺乏完善的除尘器监控系统，使得整个除尘器监控工作分布比较分散、仍处于人工状态，导致除尘器除尘效率低下、系统故障维护实时性差、工作任务繁重、信息不全。故人员配备较多造成浪费。为此，建立一个高性能的除尘器监控系统非常必要。传统采用vB或Vc++等高级语言编制监控系统，虽然有从底层开发，灵活性大的优点，但是有开发周期较长，系统可移植性差和扩充性差的缺点。针对此缺点，本系统采用施耐德（Schneider）公司研制的MonitorProV7．2工业控制组态软件。1 系统总体网络拓扑结构
2群、3群转炉除尘网络监控系统由7套子系统组成，其中包括：辅原料除尘系统；混铁炉除尘系统；1群转炉二次除尘系统：一期LF除尘系统；铁水预处理除尘系统；2、3转炉二次除尘系统；二期LF二次除尘系统，如图1所示。
7套子系统分属7地，均有除尘电机和除尘本体、除尘清灰控制系统、除尘卸灰系统，除尘输灰系统构成。上位机与现场采用电仪一体化（电气、仪表共用）的施耐德PLC控制系统进行顺序控制、连续控制构成I级基础自动化系统。II级过程计算机由2套服务器互备系统组成，主要功能包括工艺技术计算、生产指导、过程监视、数据通信和生产报表等。现场就近设置一个HMI组态人机界面分站。分站系统采用10M／100M工业以太网与上位机通讯。现场分站分间距离比较远，需另建立一个中央监控室。将7套子系统集中到一个监控室中来，数据采集到固定的服务器中，放置于SQL-server实时数据库中，利用VisualBasic基本工具，自动进行报表的生成与打印功能，从而自动，实时地记录现场运行、故障、曲线及人员值班情况。
电平的上升沿进行触发，它的输出仅仅决定边沿时刻的输入，所以抗干扰能力强，不会造成空翻。本系统中，由于设备比较复杂，要求不同，所以要针对各个不同的操作情况而选定不同的触发方式。如一些数字量的翻转操作中，则用电平触发的方式就可完成所需操作；而对于设各的启停这种比较重要的操作，则要用脉冲触发，以确保其安全性和稳定性。2 系统功能介绍
2．1设备起停操作
设备起停操作有现场、本地、集中操作3种方式。本地和集中全部采用鼠标或键盘方式进行。设备起停由计算机集中操作实现，起动前首先需要查询本地操作柜是否已经给予操作权限，在权限给予的情况下方可进行操作，以防引起误操作。设备单动或调试状态下，可以对某一台设备进行操作进行自动＼手动操作选择、设备起停控制操作、清灰，输灰方式选择等。
2．2显示与报警提示
显示部分需要显示除尘风机的轴压、工作油压、振动烈度、定子温度等参数；除尘本体仓室中喷吹电磁阀、料位状态、振打等状态，除尘仓室压差。设备的运行状态用不同的颜色来区分，过程的测控参数同时显示于相应位置。设计多幅画面来表示不同的生产工序，鼠标切换显示流程中的总貌与细节。故障时，声光报警，报警栏闪烁报警故障，并将故障位置、时间、记录到后台数据库中以供事后追忆与分析。故障确认后，声音和频闪画面可手动解除，但画面继续保持。
2．3参数历史记录
瞬时记录和历史记录曲线和报表，对重要的工艺参数进行数据保存，以便生产调试和事故分析，查询。
2．4系统安全管理
为防止非法用户使用操作计算机和工作人员退出系统等违纪操作，保证整个监控系统的安全，对不同用户设计相应的级别和口令。本系统采用的用户管理功能：普通用户、高级用户、超级用户3种级别，对应的用户操作权限不同。用户只能在超级用户赋予的操作权限范围内操作，从而加强了系统的安全性和可靠性。
2．5报表打印功能
为了察看生产状态，减轻操作人员工作量，设计自动报表系统。利用VisualBasic语言，从Sql数据库中读取数server据，自动生成报表并打印，打印方式分以下几种：①定时打印：可定时打印T／R运行表、定时时间可以设定；②用户打印：用户可自定义打印当前或者历史报表；③报警打印：当T／R发生故障时，自动记录讯发生故障的时间、故障类型及故障发生时的运行参数。3 系统软件设计
本系统主要是基于施耐德公司的MonitorProV7-2工控组态软件构建，通过该软件的服务器SERVER端和下位PLC利用工业以太网，采用TCP／IP协议进行通讯，通过客户端CLIENT使用户进行方便的人机界面操作。
3．1MonitorProV7．2介绍
MonitorProV7．2是施耐德公司开发的一种工业组态软件，旨在优化生产管理过程。在各种领域——自动化行业、农业综合部门、水处理等，该软件都可以提供信息管理和处理方面的最佳技术。由于其模块化的设计方法，可根据应用程序的要求来进行定制。其界面友好、结构灵活，可以方便地根据用户要求来量身定制。用户可以快速地创建自己的用户界面，增加远程维护功能，执行更多的操作。
3．2工业以太网简介
以太网是由美国Xerox公司于1975年推出的一种局域网。目前，由于因特网和工业以太网采用统一通讯协议——TCP／IP，以太网具有实时性、稳定性与通用性比较强的优势，因此也不仅用于人机接口层、企业信息系统层外，也逐渐用于I／O层和人机接口层，享有“e网到底”的美誉。尽管具有所有网络的固有弊端，如通信的实时性、确定性的问题，鲁棒性和抗干扰能力的问题，但是综合其利弊还是广泛应用于工业现场中。
3.3系统监控的显示设计
虽然监控中的显示部分相对简单，但为了达到画面简洁明了，标签使用少，方便管理和维护的目的，采用了把相近或相同的设备用数组来定义，对这一类设备用一个标签名并可代替，并且对系统中数量最多的数字量的定义，没有采用逐一定义的方法，而是利用模拟量的二进制的每个位来定义多个数字量的0，1变化，从而大大减少了烦琐的标签定义过程。
3．4冗余服务器的设计与实现
现场要求系统无故障连续运行，这就需要一个主服务器，一个从服务器（后备服务器）进行冗余服务器运行。这需要两个完全相同的服务器工作，主从服务器进行配置并支持主／从服务器的仲裁，实时数据、数据库记录、系统报警同步。现场Client同时连接到两个服务器中，当任何一个服务器故障时，在10ms时间切换到另一个服务器中，这样不影响现场系统的实时运行，从而达到无故障安全运行的目的。
3．5网络中的诱导延迟解决
由于系统中的点数较多，距离较远，而且由于网络固有的特性有数据延迟的问题，造成系统不稳定性的增加，现在比较常用的是冲突碎片屏蔽的方法和时延补偿的方法，考虑到网络诱导延迟的原因是数据包排队等待延迟、信息产生延迟、传输延迟。采用触发的方式要求数据传输以减少数据等待时间，从而减少延迟。
一般传输分两种触发方式：电平触发和脉冲触发。不同的触发方式，有着不同的优缺点：①电平触发：电平触发是在当信号变成高电平或低电平的时候触发，所以它的抗干扰能力不强。而且它有结构简单，触发速度快的特点。但它的缺点是容易造成空翻。②脉冲触发：脉冲触发是在信号变成高电平的上升沿进行触发， 它的输出仅仅决定边沿时刻的输入 ，所以抗干扰能力强，不会造成空翻。
3．6报警点设计中的一种算法
在系统故障发生点和报警的设计中，由于涉及到一些阀门的联动，所以设计了专门的算法，以达到正常和正确报警的目的。现以除尘器脉冲阀和提升阀的联动，联锁关系为例，进行说明：清灰时，先关闭该清灰仓的提升阀，即该仓的提升阀通电工作。然后逐一的接通该仓的12个喷吹脉冲阀，压缩空气经脉冲阀和喷吹管向滤袋内喷射，使附在滤袋外的过滤粉尘脱落，清灰仓的12个脉冲阀喷吹完毕后，打开该仓提升阀，恢复过滤状态。由于阀门的开／关是典型的数字量0／1切换，而且阀门较多，根据用一个模拟量的二进制的每个位来定义多个数字量的方法，一个仓中1个提升阀对应12个脉冲阀和12个喷嘴，定义为一个模拟量me，其二进制数的第1位到第12位分别代表着12个脉冲阀的状态。
报警规则为：当除尘仓提升阀和脉冲阀都正常工作时（即都显示绿色时），则除尘仓中的对应喷嘴才能工作正常（显示为绿色，为1）。只要有任意一个出现故障（除尘仓提升阀或任一脉冲阀），则除尘仓中的对应喷嘴不能正常工作（显示为红色，为0）。为实现此规则，采用二进制的位操作，mc代表12个脉冲阀的开／关状态，所以，对每个脉冲阀的状态位进行与操作，再和提升阀状态进行与操作，当提升阀状态ts和脉冲阀状态me<x>都为I时，喷嘴pz<x>的状态就输出1；提升阀状态ts和脉冲阀状态mc<x>有一个不为1，则喷嘴pz<x>的状态就输出就为0。这样，这种算法即实现了上面所述的报警规则，又实现了脉冲阀和提升阀的联锁，联动关系。提高了系统的稳定性和准确性，保证了整个系统的正常运行。4 系统的特点
（1）系统人机界面选用MP7软件进行设计开发，界面友好，画面形象直观，操作方便灵活。
（2）利用声光报警，能及时通知相关人员，以减少或避免事故的发生和扩大，并形成记录以供查阅。
（3）生产运行中的主要工艺参数在硬盘中均有记录，并生成生产报表，以便分析归档。
（4）系统可扩展性好，增建的工艺也可纳入本系统中，再选配相应软硬件资源可实现总调度室微机联网。5 结束语
综上所述，我们通过对布袋除尘器和施耐德组态软件MP7的叙述，对整个系统的软硬件的配置和设计有了进一步了解，采用MP7工控组态软件，采用工业以太网，利用TCP／IP协议，实现了PLC与上位监控系统之间的实时数据传递，保证了管理人员和生产人员需求的实时数据，而且减少了原有数据传递失真现象，保障了机组经济运行，提高了生产率，减少人员浪费，从而提高了工厂效益。参考文献：
【1】1向晓冬．现代除尘理论与技术【M】．北京：冶金工业出版社，2002．10-60．
【2】黄志峰．VisualBasic高级编程实例精解【M】．北京：国防工业出版社，2001．1-150．
【3】李代平，章文冲文SQLServer2000数据库应用开发.北京：冶金工业出版社，2002．105-200．
【4】王常力，罗安．分布式控制系统（DCS）设计与应用实例[1棚．北京：电子工业出版社，2004．11-140．
【5】李伟．基于以太的IP组网技术【M】．成都：西南交通大学出版社，2004．135-145．
引用 chenwh78 2009/4/23 8:44:19 发表于3楼的内容
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chenwh78 发表于 2009/4/23 8:45:57
1 引言4楼 回复本楼
变电站自动化系统是由多台微机组成的分层分布式控制系统，包括微机监控、微机保护、电能质量自动控制等多个子系统。在各个子系统中往往又由多个智能模块组成。例如：在微机保护子系统中，有变压器保护、电容器保护、各种线路保护等。因此在变电站自动化系统内部，必须通过内部数据通信，实现各子系统内部和各子系统之间的信息交换和信息共享，以减少变电站二次设备的重复配置并简化各子系统的互连，这样既减少了重复投资，又提高了系统整体的安全性和可靠性。
2 变电站综合自动化系统对通信网络的要求
经济、可靠的数据通信是变电站综合自动化系统的技术核心，变电站的特殊环境使得变电站自动化系统内的数据通信网络应满足以下要求：
（1）快速的实时响应能力；（2）高可靠性；优良的抗干扰能力；（4）分层式结构。
在电力工业标准中对系统的数据传输都有严格的实时性指标，网络必须保证数据通信的实时性。1997年8月国际大电网会议上，WG34.03工作组提出了对变电站内通信网络传输时间的要求：
设备层和间隔层之间、间隔层内各设备之间、间隔层各间隔单元之间为1～lOOms，间隔层和变电站层之间为10～1O00ms，变电站层各设备之间、变电站和控制中心之间为1O00ms。
变电站是一个具有强电磁干扰的环境，存在雷电、电源、跳闸等强电磁干扰和地电位差干扰，通信环境恶劣，数据通信网络必须采取相应的措施消除这些干扰的影响，提高通信的可靠性。
3 变电站综合自动化系统通信网络的选择
变电站综合自动化系统的通信功能，由系统与调度中心的通信及系统内部设备间的通信两部分组成。变电站综合自动化系统网络通信过程原理见图1。
系统与调度中心的通信网络无可争议地选用以太网；系统内部通信网络的选择，受性能、价格、硬件、软件、用户策略等诸多因素的影响，目前在选择“接口网络”上很难达成一致。但是系统内部通信网络的选择应遵循以下原则：
通讯网络的可靠性是第一位的；通信网络应满足组网灵活，可扩展性好，维修调试方便的要求；应尽量采用国际标准的通信接口，并能兼容目前各种标准的通信接口，系统升级方便；
通信网络应采用符合国际标准的通信协议和通信规约；应根据变电站的规模和在系统中所处的地位灵活选择。
系统内部通信网络目前通常采用现场总线或工业以太网。
4 现场总线在变电站综合自动化系统中的应用
在小规模的35kV变电站和110kV终端变电站，以及老站改造中可考虑使用RS422和组成的网络。RS422和RS485网络的不足在于接点数目比较少，无法实现多主冗余，有瓶颈问题。
工作方式为点对点，上位机一个通信口最多只能接10个节点，RS485串口构成一主多从，只能接32个节点，此外有信号反射、中间节点l司越。
当变电站规模较大时，站内节点数较多，一般在40个以上，多主冗余要求和节点数量增加使和RS485难以胜任，应考虑选择现场总线网络。现场总线网将所有节点连接在一起，可以方便地增减节点，一般可连接110个节点；具有点对点、一点对多点和全网广播传送数据的功能；常用的有LonWorks网和CAN网，两个网络均为中速网络，500m时LDhw。rks网传输速率可达／s，CAN网在小于40m时达1Mb／s。
网是一种多主总线，采用串行数据通信协议，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤。
网的媒介访问方式为问答式，在节点出错时可自动切除与总线的联系。
网上的所有节点是平等的，媒介访问方式为载波监听多路访问／冲撞检测（CSMA／方式，内部通信遵循LDnTa1k协议，对重要信息有优先级。LonWorks网在监测网络节点异常时可使该节点自动脱网；LDhw。rks网是无源网络，通过脉冲变压器隔离，具有很强抗电磁干扰能力。
目前，CAN网一般用于小规模的35kV变电站和110kV终端变电站，而LonWorks网可作为一般中型110kV枢纽变电站自动化通信网络。
现场总线网络与早期的异步串行网络相比具有抗干扰性强、效率高等优点，现场总线网络的出现极大地推动了我国变电站自动化的发展，但也存在着自身无法克服的弊端。
由于带宽有限，而且采用带宽共享机制，有限的带宽使大资料的数据传输延迟，总体性能随节点数的增长迅速下降，不能满足大型变电站综合自动化系统通信网络的要求；由于强调专用性而牺牲了通用性，长期缺乏统一的国际标准，许多网络设备和软件需专门设计，产品更新换代困难，不能满足变电站综合自动化系统标准化的要求；总线型拓扑结构在网络的任一点故障时均可能导致整个系统崩溃，且难以诊断故障点。
5 工业以太网在变电站综合自动化系统的应用
工业以太网采用统一的TCP／IP协议，避免了不同协议间不能通讯的困扰，可以直接和局域网的计算机互连而不需额外的硬件设备，它方便数据在局域网的共享；可以用IE浏览器访问终端数据，而不要专门的软件；可以和现有的基于局域网的ERP数据库管理系统实现无缝连接，并且特别适合远程控制，配合电话交换网和GSM、无线电话网实现远程数据采集；采用统一的网线，减少了布线成本和难度，避免多种总线并存。
工业以太网采用交换式集线器和全双工通信，可使网络上的冲突域不复存在（全双工通信），或碰撞机率大大降低（半双工），因此通信确定性和实时性大大提高；工业以太网针对恶劣的工业现场环境来设计（如冗余直流电源输入、高温、低温、防尘等），解决了在极端条件下网络不能稳定工作的问题，稳定性与可靠性大大提高；工业以太网采用IM，CD介质访问方式，物理层和链路层遵循IEEE802.3协议，应用层采用删IP协议，传输速率可以达到10Mb／s，而快速以太网传输速率可以达到100Mb／s，可容纳个节点，距离可达2.5km。工业以太网总线正因为有诸多的优点，在国内外逐步得到了迅速的普及。变电站自动化系统选用工业以太网代表了变电站自动化网络技术发展的最新方向。
大型枢纽变电站，特别是220kV以上电压等级变电站节点数目多，站内分布成百上千个，数据信息流大，‘对速率指标要求高（要求速率130kb／s），LonWorks网络的实时性、宽带和时间同步指标已力不从心，而工业以太网却能很好满足上述要求。因此，工业以太网可以作为大型枢纽变电站内部的数据通信网络。
工业以太网应用于变电站内部的通信网络一般有2种应用模式：
每个智能电子设备IEDs都配置一嵌入式以太网接I：1，将该设备作为一个以太网节点直接连到以太网上，如图2所示。
几个不具备以太网接口的IEDS通过／485或现场总线等方式连在一起，然后通过一具有嵌入式以太网接口的通信控制器，将其作为一个以太网节点连到以太网上。
这两种应用模式都必须设计嵌入式以太网接口，本质上没有多大差别。但从变电站自动化系统的电压等级、配置以及成本考虑，它们的适用范围是有所不同的。从可靠性考虑，作为站内数据流的枢纽，变电站内通信系统最好是双以太网冗余配置。这样，即使一个网出现故障也不会影响整个变电站自动化系统的安全稳定运行。然而，目前嵌入式以太网每个节点的成本还较高，对中低压变电站自动化系统而言，若采用应用模式1，则设计成冗余的双以太网结构成本过高；若采用应用模式2，可以减少网络节点数，降低成本。
目前，变电站中有很多IEDs（比如完成电度量计量和直流监视等功能的IEDs）的对外通信接：1只有RS485或现场总线接口，没有嵌入式以太网接口，因此就无法直接连接到以太网上。在这上，水利部建设与管理司印发了（2006年水利建设与管理工作要点>。在该工作要点中提到了“2006年水利建设与管理工作，要加强基础工作和能力建设，基本完成……水利建设项目代建制、建设同体问题等基础理论研究工作。”这表明，政府认同了以政府委托代建的模式是符合我国水利工程建设项目管理基本国情的。结合水利工程建设自身的特点及水利工程实施代建制基础和条件的分析，尽管“代建制”尚处于初级阶段，但有理由相信，随着我国经济体制改革继续深入、政治体制改革不断取得成效，随着工程信用体系和评价体系逐步建立和完善，工程项目管理和工程总承包将日益成为我国工程管理的主要模式。参考文献
1黄霆，申立银，赵振字，任志浩．我国政府投资项目管理的现状分析[J]．建筑经济，2005，1：16—21．
2一鸣．解读代建制[J]．投资北京，2004，创刊：2O．
3钱寅泉，汪宝国，黄金枝，等．代建制项目管理模式初探[J]．技术经济与管理研究，2002，（2）：28—30．
4陈应春．代建制源起及其特殊文件框架设计的法律思考[J]．建筑经济，2004，（11）：17—19．
5张华平．代建制：改革政府投资项目的管理[J]．城市管理，2004，（1）：48—51．
6胡昱，严竞浮．政府投资项目管理的新模式一代建制[J]．北京建筑工程学院学报，2003，（9）：87-89．
引用 chenwh78 2009/4/23 8:45:57 发表于4楼的内容
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