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1 基于Web的SCADA的特性【1】
隨著現(xiàn)代工廠信息自動(dòng)化進(jìn)程的加快，企業(yè)逐漸將管理、決策、市場信息和現(xiàn)場控制信息結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)ERP(Enterprise Resource Planning)、MES(Manufacturing Execution system)、PCS(Process Control System)三層信息一體化的解決方案。同時(shí)，企業(yè)內(nèi)部之間以及與外部交換信息的需求也在不斷擴(kuò)大，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)對生產(chǎn)的管理要求不斷提高，這種要求已不局限于通常意義上的對生產(chǎn)現(xiàn)場狀態(tài)的監(jiān)視和控制，同時(shí)還要求把現(xiàn)場信息和管理信息結(jié)合起來，建立一套全集成的、開放的、全廠綜合自動(dòng)化的信息平臺(tái)，把企業(yè)的橫向通信(同一層不同節(jié)點(diǎn)的通信)和縱向通信(上、下層之間的通信)緊密聯(lián)系在一起，通過對經(jīng)營決策、管理、計(jì)劃、調(diào)度、過程優(yōu)化、故障診斷、現(xiàn)場控制等信息的綜合處理，形成一個(gè)意義更廣泛的綜合管理系統(tǒng)。在PCS層中，只有具有Web功能的SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)，才能滿足企業(yè)信息自動(dòng)化信息平臺(tái)的要求，它使采集和監(jiān)控的數(shù)據(jù)得以開放，能被更多的管理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和使用者所訪問。 基于Web的SCADA系統(tǒng)與傳統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)： Ø 可以遠(yuǎn)程訪問，使用戶雖遠(yuǎn)離現(xiàn)場，亦可了解現(xiàn)場情況； Ø 報(bào)警方式的多途徑實(shí)現(xiàn)，不僅能在SCADA監(jiān)控系統(tǒng)中顯示，還可以通過傳呼、E-mail甚至手機(jī)短信實(shí)現(xiàn)； Ø 一個(gè)用戶可監(jiān)控多個(gè)過程，多個(gè)用戶可以監(jiān)控同一過程，真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的開放性及過程信號的透明化； Ø 儀器虛擬化，操作簡單，不僅可以進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄，更可以進(jìn)行智能化分析； Ø 多種儀器、多種控制系統(tǒng)的協(xié)同工作，使全局自動(dòng)診斷能力增強(qiáng)； Ø 既可在原有的PLC/DCS基礎(chǔ)上安裝，也可以獨(dú)立安裝，能夠?qū)崿F(xiàn)與原系統(tǒng)的無縫連接。 1.1 開發(fā)需求與背景 在塑料絕緣電線電纜生產(chǎn)過程中，有一極其關(guān)鍵的工序，即：塑膠工序，它是將絕緣PVC塑料擠制在導(dǎo)電線芯上，工藝要求其絕緣厚度必須在公差范圍內(nèi)，否則為廢品。電線電纜生產(chǎn)廠家對此工藝特別重視，但廢品率仍然較高，為節(jié)能降耗，為某電線電纜生產(chǎn)廠家采用菱電公司的PLC A2SH CPU、現(xiàn)場總線CC－bbbb控制器A1SJ61BT11以及Ethernet控制器A1SJ71E71-B5-S3開發(fā)了一套基于Web的SCADA系統(tǒng)，效果較好，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)“工廠信息自動(dòng)化”奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 基于Web的SCADA系統(tǒng)的主要有以下幾部分組成：數(shù)據(jù)庫和WEB服務(wù)器、現(xiàn)場測控設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、交換式以太網(wǎng)、瀏覽器等，其中交換式以太網(wǎng)是數(shù)據(jù)主通道。要真正實(shí)現(xiàn)基于Web的SCADA，不僅要考慮網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)的特點(diǎn),還要考慮現(xiàn)代控制系統(tǒng)的新特性。比如數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蜏?zhǔn)確性，數(shù)據(jù)通信的準(zhǔn)確性是遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)的首要要求，沒有可靠的數(shù)據(jù)是不可能進(jìn)行控制的。還有某些設(shè)備的實(shí)時(shí)性要求，必須保證其優(yōu)先級,另外協(xié)議的簡單化可實(shí)現(xiàn)少延遲，快速投遞，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的連接和更新不僅是動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)的，而且要有高的編程效率和很好的兼容性，TCP/IP協(xié)議和現(xiàn)場總線協(xié)議的兼容性，真正達(dá)到數(shù)據(jù)暢通無阻。 在設(shè)計(jì)中，車間級Intranet主要有車間Web服務(wù)器（用于外部Ethernet連接以及與班組網(wǎng)絡(luò)連接）、車間生產(chǎn)服務(wù)器（用于生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等）以及車間控制服務(wù)器（車間生產(chǎn)控制流程、生產(chǎn)工藝控制、設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控等）組成，與外部連接采用光纖通信介質(zhì)，車間內(nèi)部包括各班組服務(wù)器A2SH CPU+A1SJ71E71-B5-S3在內(nèi)的各服務(wù)器均采用10M Ethernet連接?？紤]到設(shè)備的實(shí)時(shí)控制要求，采用了CC－bbbb現(xiàn)場總線用以實(shí)時(shí)控制各生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行。塑膠車間的基于Web 的SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖1所示。 圖1：基于Web 的SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 2.1 A2SH PLC A2SH PLC 由于增加了CC-bbbb的專用指令，且內(nèi)置的性能諸如鋰電池、后備RAM、用戶存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和一個(gè)靈活的通信口，使其能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用場合。 2.2 CC-bbbb 現(xiàn)場總線【2】 CC-bbbb是Control&Communication bbbb (控制與通信鏈路系統(tǒng))的簡稱，是三菱電機(jī)于1996年推出的開放式現(xiàn)場總線，其數(shù)據(jù)容量大，通信速度多級可選擇，而且它是一個(gè)復(fù)合的、開放的、適應(yīng)性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠適應(yīng)于較高的管理層網(wǎng)絡(luò)到較低的傳感器層網(wǎng)絡(luò)的不同范圍。CC-bbbb是一個(gè)以設(shè)備層為主的網(wǎng)絡(luò)，一般情況下，CC-bbbb整個(gè)一層網(wǎng)絡(luò)可由一個(gè)主站和六十四個(gè)從站組成。網(wǎng)絡(luò)中的主站由PLC擔(dān)當(dāng)，從站可以是遠(yuǎn)程I/O模塊、特殊功能模塊、帶有CPU和PLC本地站、人機(jī)界面、變頻器及各種測量儀表、閥門等現(xiàn)場儀表設(shè)備。且可實(shí)現(xiàn)從CC-bbbb到AS-I總線的聯(lián)接。CC-bbbb具有高速的數(shù)據(jù)傳輸速度，最達(dá)可達(dá)10Mbps。CC-bbbb的底層通信協(xié)議遵循RS485，一般情況下，CC-bbbb主要采用廣播一輪詢的方式進(jìn)行通信，CC-bbbb也支持主站與本地站、智能設(shè)備站之間的瞬間通信。 CC-bbbb。具有性能卓越、應(yīng)用廣泛使用簡單節(jié)省成本等突出優(yōu)點(diǎn)。 2.3基于Web的SCADA計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)【3】 |
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