基于工业以太网和无线通信的水厂SCADA系统
基于工业以太网和无线通信的水厂
SCADA 系统
王树东,靳雷,高敬更,吴明永,王建跃
(兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050)
摘要:根据某自来水厂工艺流程和控制要求,提出了一种基于工业以太网和无线宽带通信系统建立的水厂监督控制与数据采集(SCADA )系统。它主要由可编程控制器(PL C )与工控机(IPC )构成,并通过工业以太网和无线宽带进行数据交换。下位机PL C 实现控制、数据采集、状态检测等功能;上位机IPC 通过组态软件
WinCC V6.0实现对下位机进行访问、远程监控等功能。详细介绍了硬件构成、软件设计和组态软件的应用。
该系统具有经济、可靠、易于扩展的特点,并得以成功应用,效益显著。
关键词:以太网;无线通信;可编程控制器;监督控制与数据采集中图分类号:TP273 文献标识码:A
SCADA System of W aterw orks B ased on Industrial Ethernet and Wireless Communication
WAN G Shu 2dong ,J IN Lei ,GAO Jing 2geng ,WU Ming 2yong ,WAN G Jian 2yue (College of Electrical and Inf ormation Engineering ,L anz hou University of T echnology ,
L anz hou 730050,Gansu,China )
Abstract :According to the craft process and control requirements of a waterworks ,the supervisor control and data acquisition (SCADA )system based on industrial ethernet and wireless wideband communication was proposed.It composes of programmable logic controller (PL C )and industrial control computer (IPC )which communicate each other by industrial ethernet and wireless wideband.Function of the PL C is to realize con 2trol ,data collection ,state detection ,etc .With configuration software WinCC V6.0,f unction of the IPC is to realize visitation to PL C and remote control and so on.Hardware ,software of the system and the application of configuration software were introduced in detail.This system is economical ,reliable and easy to be expand 2ed ,which has been successf ully applied in reality.
K ey w ords :ethernet ;wireless communication ;programmable logic controller (PL C );supervisor control and data acquisition (SCADA )
作者简介:王树东(1965-),男,本科,副教授,Email :wang8s8d @https://www.360docs.net/doc/601620456.html,
1 引言
水资源是人类赖以生存和发展所需要的不可替代的自然资源,随着我国城市规模的不断扩大,城市人口的急剧膨胀以及城市工业的高速发展,城镇居民用水量和工业用水量都急剧增长,所以保证大型水厂的安全稳定运行就成为保障城市稳定快速发展的一个至关重要的环节。水厂的最大特点就是地域分布极为分散,通常增压泵站、测压点与水厂控制中心之间距离几km 甚至十几km ,使控制系统I/O 点特别分散。而为了降低制水成本,减轻工人的劳动强度、提高生产效率,这就要求水厂控制系统能够实现数据的远程采集和设
备的集中监控。水厂控制系统的通信网络的安全性、快捷性就显得尤为重要,以保证对现场设备的实时、精确监控。随着计算机控制技术和通信技术的快速发展,特别是工业以太网和无线通信技术的出现,为远程信息数据的获取、传输与交换提供了前所未有的机遇,在此基础上,建立应用于工业现场设备间通信的开放网络通信平台,从而用以太网连结现场设备层、控制层及管理层的通信网络集成自动化系统[1]。
2 系统组成及其硬件结构
本设计以甘肃张掖市某自来水厂的自动化改
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6EL ECTRIC DRIV E 2009 Vol.39 No.6电气传动 2009年 第39卷 第6期
造为对象,目前供水量为20万m 3/d ,主要由加药间、消毒间、二泵房、反应沉淀池、滤池、平流池、排污池等组成。制水设备分布广,管网多,在厂区外还设有增压泵站和多个测压点。因此测量和控制参数多,控制对象也比较分散,对控制系统的通信要求较高。
根据水厂其工艺流程和控制要求综合考虑,设计采用基于工业以太网(Et hernet )和无线通信技术的SCADA 自动控制系统[2～4]。网络结构如图1所示
。
图1 控制系统网络结构图
Fig.1 Structure of control system network
2.1 系统组成
该系统采用两层网络结构,网络的底层采用PROFIBU S 2DP 总线,传输介质为PROFIBU S 专
用电缆,用于连接远程I/O 从站ET200M 及现场智能设备,把生产现场的各种数据传送到上层网,并接受调度控制,实现测、控、管一体化的水厂综合自动化功能。上层水厂信息管理网采用工业以太网,用于连接PL C 、操作员站、水厂的调度中心、厂长办公室等,传输介质为光纤,传输速率为10Mb/s ,抗干扰能力强,拓扑结构采用环形网,其优点是任意两节点之间的光缆由于受到外力的冲击而断开,不影响网络的正常运行,因而具有很高的可靠性。通过无线宽带传输把厂区外的无线局域网与工业以太网相连接,实现数据共享,构成一个广域实时系统。为水厂供水调度、经营管理提供数据,并接受其远程控制,从而实现安全、经济供水。2.2 控制系统硬件设计2.2.1 控制单元
本系统选择西门子S7300系列PL C 作为主控制器,选用CPU31522PN/DP 作为过程控制的中心控制单元,它集成有总线接口PROFIBU S 2DP ,可以直接挂接于PROFIBU S 2DP 现场总线,另外还有一PROFIN ET 总线接口,可以直接或通过交换机与工业以太网相连接[5]。该CPU 没有安装集成的装载存储器,使用时必须插入微存储卡(MMC )用于保存用户程序和数据。根据现场工艺及设备分布,设计有厂区内加药间、过滤池、二泵房和厂区外增压泵、1#测压点、2#测压点共6个PL C 操作站点。其中,厂区内的站点均通过IM153连接有ET200M 从站,既满足当前系统的需要,又要为将来可能的系统扩展留下余地。
2.2.2 人机界面操作站
在本系统中操作站选用研华公司的工业控制计算机,其规格为IPC 2610/P43.0G /512M/80G 光驱/软驱/键盘/鼠标,其性能稳定,可靠,性价比高,触摸屏采用西门子触摸屏(SIMA TICFlexi 2ble ),主要实现现场各工艺参数的检测与控制。2.2.3 通信设备
通信所用交换机选用TP 2L IN K 系列产品TL 2SL2210WEB ,它符合IEEE802.3Et hernet 标准,具有组网灵活、系统处理能力强大、硬件通用性强、软件设计先进、结构先进集成度高、可维护性强等优点,可以满足各种用户不同层次的组网要求。
本系统的远程数据通信所选用的无线宽带通信设备是摩托罗拉公司产品CANOPY 5700SMRF ,工作频段为5.8GHz ,信道带宽为20M Hz ,发射功率为1W ,采用高指标的BFS K 调制方式,全双工传输模式,传输速率为10Mb/s ,点对多点的覆盖距离为16km ,其中每个接入模块(5700A P )支持200个用户模块(5700SM )。因此该设备具有覆盖广、速率高、带宽稳、时延小、强抗扰等优点,此外还具有安装调试方便的特点。在系统组网时,为接入点模块和用户模块设定不同的IP 地址(同一网段),并且为连入网络的其它设备(厂区内PL C )也设定该网段不同的IP 地址,即利用无线宽带通信系统组成一个无线局域网。
由于水厂所处地域地势平坦,夏天容易遭受雷击,特别是感应雷的袭击,为此应在电源线与信号线上增设浪涌抑制器作为防雷抗干扰措施,选用美国艾尔特电压浪涌抑制器SP20。同时由于变频器的谐波干扰严重,影响了数传电台的传输质量,在软件中须增加软件滤波程序来进一步提高通信质量。无线宽带通信系统的接线结构图如图2所示。
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6电气传动 2009年 第39卷 第6期王树东,等:基于工业以太网和无线通信的水厂SCADA 系统
图2 无线宽带通信结构图
Fig.2 Structure of wireless wideband communication
2.3 现场仪器设备
主要有液位变送器、压力变送器、温度变送
器、浊度检测仪、余氯检测仪、变频器等。其中,水泵电机变频器采用西门子MICROMASTER430。可以通过其配置的PROFIBU S 通信模块直接接入PROFIBU S 2DP 总线。
3 控制策略设计
在水厂中,供水压力是其中重要的一项参数
指标,以此参数控制为例加以介绍。在水厂二泵房和增压泵站,为了降低电耗以及平滑调节进、出厂水压力,通过对变频器的自动控制实现无人值守恒压供水。其中,送水泵采用常规PID 闭环控制,PL C 根据标准出厂水压力设定值与实际出厂水压力反馈值之间的差值计算所需的频率值,并将该值输出到变频器的模拟量输入口。变频器则改变频率,调整电机转速,达到调整出厂水压力的目的,形成闭环控制。控制系统框图如图3所示
。
图3 PID 闭环控制系统框图
Fig.3 Block diagram of PID closed 2loop control system
取水泵变频器频率对清水池变化的时间滞后较大,同时絮凝池排泥、平流池排泥、滤池反冲洗、出厂水流量变化等对清水池水位都有较大影响。因此,取水泵房采用串级双闭环控制系统,它以清水池水位作为主被控变量,水位控制器作为主调节单元,清水池进水流量作为副被控变量,流量控制器作为副调节单元,形成主、副2个回路。串
级控制系统中主控制器的给定值按工艺要求规
定,副控制器的给定值是在调节过程中由主控制器给出。控制系统框图如图4所示
。
图4 双闭环串级控制结构框图
Fig.4 Block diagram of dual closed 2loop
cascade control system
串级双闭环控制系统有以下功能特点。
1)能够迅速克服进入副回路的扰动,一旦扰动影响到副被控变量,调节过程立即开始,大大降低主被控变量的动态偏差。一旦絮凝池排泥、平流池排泥、滤池反冲洗等影响清水池进水流量,副控制器立即调节变频器频率,维持清水池进水流量,降低清水池水位受到的影响。
2)由于副回路的存在,使主回路的响应速度有所改善。
3)由于副回路的存在,该回路内的过程特性变化对主被控变量的影响大为降低,还可使操纵变量得到更精确的调节。
4 控制系统软件设计
该系统的编程软件采用SIMA TIC 公司的STEP7V5.4版本,采用结构法编制控制程序,将复杂的自动化任务分解成可以反复使用的小任务,由相应的程序块来执行,程序运行时所需的大量数据和变量存储在数据块中,通过组织块(OB )、功能块(FB 、FC )、系统功能块(SFB 、SFC )、数字块(DB )等模块之间的调用,实现系统的数据采集、过程控制和保护等复杂的控制算法[5]。操作站PL C 之间的数据传递,通过调用系统功能FC5,FC6来实现。根据现场设备及工艺流程的特点,对温度、压力、流量等模拟量信号,编写了采样子程序、加权平均子程序、量程转换子程序;对于现场的电机、调节阀以及变频器等,根据其控制要求,分别编写不同的控制子程序。系统程序流程如图5所示。
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6王树东,等:基于工业以太网和无线通信的水厂SCADA 系统电气传动 2009年 第39卷 第6期
图5 系统程序流程图
Fig.5 Flowchart of system program
5 控制系统上位机设计
上位机软件采用SIMA TIC公司的WinCC V6.0版本。WinCC专门为过程控制和现场监控开发的监控系统软件。WinCC是基于Windows N T32位操作系统,采用面向对象的软件编程技术,具有强大的数据处理能力和友好的用户界面,并提供了强大的数据库功能和在线帮助功能。
5.1 全集成框架运行环境
西门子PL C实现了SIMA TIC WinCC在STEP7全集成框架内进行项目创建和管理,在这种方式下,WinCC中不用组态变量和通讯,在STEP7中定义的变量和通讯参数可以直接传输到WinCC中。在STEP7项目中建立PC操作员站,选择WinCC应用程序WinCC Application,将其拖动到PC的空槽中,在STEP7中组态PC Station与AS站的通讯链接,使用OS编译向导,选择S7程序列表中的S7相应程序,然后将其拖动到操作站列表中的操作站上,再单击下一步,使用复选框,选择想要传送的S7程序,选择将要使用的Et hernet网络连接,并设置相应的连接属性(如站名称、以太网地址、机架号、槽号)即可[6]。
5.2 服务器与客户机的组态
操作员站的两台工控机作为冗余服务器,支持TCP/IP网络协议。在组态服务器时,系统会要求将两台服务器中的一台定为缺省主机,另一台为冗余伙伴服务。在缺省主机上创建工程项目,并对该项目进行组态,建立与各PLC连接的驱动程序,在各个驱动程序下建立驱动连接以及过程变量,归档变量记录和报警记录,创建过程画面等。
利用“项目复制器”将项目从缺省主机复制到冗余伙伴服务器;两台服务器具有相同的权限,且可以相互独立地进行工作。每台服务器均有自己过程驱动程序连接,并有自己的数据归档。在冗
余热备模式下,当系统正常工作时,两台冗余服务同时运行,所有PL C将过程数据和消息发送到两台冗余服务器,每台服务器对它们进行相应的处理。两台冗余服务器在同时运行时又互相监控,以便尽早识别出哪台服务器出现了故障。当一台服务器出现故障时,处于激活状态的服务器将继续运行,并能在故障服务器恢复后,系统将从未出现故障的服务器上把所有消息、过程值和用户归档的内容自动复制到已恢复的服务器上,实现所有数据同步。
服务器采用分布式结构,通过工业交换机接入工业以太网,通过运行在服务器上的在线接收处理程序(接收存储模块),完成对所有监控终端传回数据的接收,并存储入SQL Server2000数据库服务器中。通过运行在Web服务器端的Web应用程序(数据发布分析模块),作为客户机的厂调度中心工控机可以访问多个服务器上的数据。为每台服务器设置唯一的名称,以便在网络上方便的识别,创建服务器数据后,并在客户机中加以装载。为了使客户机能够远程打开和处理服务器项目,须在服务器项目中为客户机组态相应的操作权限,激活“组态远程”和“远程组态”后,这样客户机就可以从远程操作站激活并打开服务器项目,对项目进行完全访问[7]。当然也可以对某些操作加以权限限制,通过在服务器中设置权限密码来完成。
5.3 监控画面
在WinCC监控画面中,可以实现自动控制调节中的手动/自动切换、给定值输入、PID参数输入等功能,使操作人员操作管理很方便。利用WinCC软件可以完成监视器显示所需的现场设备监控画面。如系统状态图、硬件报警、工艺报警、模拟量趋势、对比趋势、操作日志、报表输出等。可直观、动态地显示出现场各部位重要参数的变化。以1#加药间为例,监控运行画面如图6
所示。
图6 监控系统人机界面
Fig.6 HMI of monitoring system
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电气传动 2009年 第39卷 第6期王树东,等:基于工业以太网和无线通信的水厂SCADA系统
6 结束语
本设计以工业以太网作为网络主干配以无线宽带通信以及PRO FIBU S2DP现场总线的SCA2 DA自动化控制网络,取得了如下效益。
1)节省了大量电线、电缆,降低了系统的安装难度,减少了硬件投资以及系统的维护费用。
2)组网方便灵活,同时又增加了现场设备的灵活性和可移动性,新增设备直接挂接于现场总线即可,为以后生产的扩建提供了便利条件。
3)对于一些远距离控制,采用无线通信技术可扩大控制范围,延长控制距离,对于在一些不可预知的环境,尤其是不适于布线的恶劣环境,可以使用无线通信来完成对现场设备的控制。
本系统已经在现场得到成功应用,实践证明,很好地满足了建设现代化水厂,实现数据远程采集与集中监控和二泵房及远程增压泵站、测压点无人值守的要求,实现“基础自动化+2级过程控制计算机+3级生产管理计算机”的一体化结构,具有很好的应用推广价值。
参考文献
[1] 曾文,王宏,徐皑冬.基于EPA标准的无线通信技术的应
用研究[J].微计算机信息,2006,22(2):47-49.
[2] 郭凤文.水工业自动化控制技术的发展趋势[J].中国给水
排水,2001,17(3):32-35.
[3] 李正军.现场总线与工业以太网及其应用系统设计[M].
北京:人民邮电出版社,2006.
[4] 高素萍.基于工业以太网的垃圾焚烧发电厂监控系统[J].
电气传动,2008,38(2):47-50.
[5] 郑冕,巩建平.现代可编程序控制器原理与应用[M].北
京:科学出版社,2000.
[6] 崔坚.西门子工业网络通信指南[M].北京:机械工业出版
社,2005.
[7] 苏昆哲.深入浅出西门子Wincc V6[M].第2版.北京:北
京航空航天大学出版社,2005.
收稿日期:2008206203
修改稿日期:2009201224
(上接第57页)
心,人机界面由192×64的点阵式L CD、功能按键、用于状态指示的发光管及分别用于设定张力与线速度的指针式电位器、开关电源模块等组成。DC/DC变换器采用IG B T桥式PWM变换器, DC/AC变换器采用IPM模块,内含6个IG B T 且自带驱动及保护电路,本系统取其中的2个桥臂(4个IG B T)组成H桥式PWM逆变电路。此外,用于放卷张力控制的电机采用2.1kW的印制绕组直流伺服电动机。
6 结论
本文所述的系统已在最高线速度为400 m/min、最大张力为300N的塑料薄膜分切机中得到应用,该系统具有快速、平稳的张力控制性能与良好的节能效果,且在卷径变化范围高达10倍情况下,系统的控制性能均符合生产要求。
采用带能量回馈单元的卷绕物放卷张力控制系统是一种新的技术尝试,在提高卷绕物放卷张力控制性能以及降低相关生产设备的能耗等方面都具有重要的意义。
参考文献
[1] 章兼源.大卷径、快放卷恒张力控制系统的分析与设计
[J].东南大学学报,2005,35增(II):248-252.
[2] 高良凤,杨娅君.张力控制系统中磁粉制动器的非线性补
偿[J].橡胶工业,2005,52(4):241-243.
[3] 陈德传.基于快速驱动的磁粉制动器放卷张力自镇定控制
[J].机电工程,2007,24(3):19-21.
[4] 叶春强.磁粉制动器的改进[J].湖南造纸,2007(4):34-35.
[5] 王春侠,聂翔.基于ITA E最优的直流电机速度控制器设计
[J].微计算机信息,2007,23(28):30-31.
[6] 陈伯时.电力拖动自动控制系统———运动控制系统[M].
第3版.北京:机械工业出版社,2003.
[7] LIN KC,TSAIMC,CHEN KY.Web T ension C ontrol of a Start2
up Process Using Observer T echniques with Friction and Inertia
C ompensation[J].IEEE,2001,29(1):529-534.
[8] 陶永华.新型PID控制及其应用[M].第2版.北京:机械
工业出版社,2002.
[9] 张纯江,顾和荣,王宝诚,等.基于新型相位幅值控制的三
相PWM整流器数学模型[J].中国电机工程学报,2003,7
(23):28-31.
[10]Elmitwally A,Elkateb M,Elkateb M.Universal Power
Quality Manager wit h a New Control Schemes[J].IEEE
Proceedings2generation Transmission and Distribution,
2000,147(3):183-189.
[11]王忠礼,段慧达,高玉峰.MA TLAB应用技术———在电气
工程与自动化专业中的应用[M].北京:清华大学出版社, 2007:233-243.
收稿日期:2008207217
修改稿日期:2009201219
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王树东,等:基于工业以太网和无线通信的水厂SCADA系统电气传动 2009年 第39卷 第6期
工业以太网交换机应用解决方案
工业以太网交换机应用解决方案
目录 前言 (3) 应用解决方案 (4) 数字化变电站S OLUTION (4) 电力信息采集S OLUTION (5) 高速公路隧道监控系统S OLUTION ..................................................................... 错误！未定义书签。高速公路通信系统S OLUTION.. (9) 智能轨道监控系统S OLUTION (10)
前言 早期的工业网络，大部分注重的是工业交换机的电气、物理、结构等特性。现在的工业网络，除了对以往硬件条件的规范外，随着其向智能、灵活、高效的方向发展，对网管、环网切换、冗余、QoS、路由等软件特性也越来越看重。 上海数据通信有限公司所推出的系列工业交换机产品，不仅在产品元器件、原材料的选择上严格遵照工业级标准，而且在软件功能的丰富性、完善性上面确立了诸多优势。 公司成立于1994年，十多年来一直致力于传统商用及军用路由交换机等产品的自主研发生产。产品涵盖接入、汇聚、核心全系列路由器和交换机、工业/电力EPON、无线AP 及AC控制等领域，主要应用在金融、政府、军队、运营商等行业。依托公司在数据通信产品方面多年的开发经验，我司的工业交换机产品系列传承了丰富的技术积累，主要体现在功能完善、稳定，网络管理软件界面友好、功能强大、自动检测二层环路拓扑、环网切换等功能。 作为一个在通信领域耕耘数十年、以产品开发和产品质量见长的通信公司，我们根据工业领域的应用特征，针对一系列用户所关注的技术问题进行了仔细的研究和攻关，如环网切换时间确保小于50ms、有效的组播转发、广播风暴的抑制、准确的流量控制、长时间的工作在宽温范围、防电磁干扰、防尘防震等等。 工业交换机在电力、交通、能源等工业领域提供了完善的解决方案。未来，我们将继续专注于工业自动化领域，不断延伸产品研发和应用，努力向技术深度、应用广度两个方面发展。
大型供水泵站SCADA系统解决方案
大型供水泵站SCADA系统解决方案 一、方案概述 随着我国城市建设和国民经济的迅速发展、对外开放程度的加快、人民生活水平和城市化水平的提高，大中型城市对水资源的需求越来越高。为满足城市日益增长的供水需求，供水泵站的规模不断增大，各个城市陆续建成了大型供水泵站，城市对泵站的安全运行、节约能源的要求也不断提高。亚控科技就是在这样的背景下，整合全线产品，适时提出了大型供水泵站SCADA系统解决方案。 二、方案亮点 双机双网冗余 为确保泵站的安全运行，SCADA系统采用双机双网冗余配置，可实现实时数据、历史数据、报警数据的冗余，在恢复后，故障期间的历史、报警数据可自动同步，充分保证数据的完整性。并支持增加专门的冗余状态探测通道，通过配置专用网卡实现快速的切换，并可以做到1S内的切换。最大程度的保证泵站的安全、稳定运行。 数据缓存和断点续传 泵站的网络系统出现网络中断或网速过慢的情况并不多，但是一旦出现必将因数据丢失而造成分析的误差、决策的不准确。因此，为了实现在网络中断时也不丢失数据的要求，系统提供了数据缓存的功能，当网络异常时，系统可将数据缓存在本地磁盘，待恢复后，再自动将缓存的数据传送到数据库中。如此一来，可最大程度的确保数据的万无一失。 在线监视 当泵站监控系统与控制设备通讯失败的时候，操作人员一般通过观察界面数据刷新情况来做出判断。但是从找准数据点到判断出异常通常都需要花费较长的时间，如果界面制作不够直观，那么时间将会更长。为了解决该问题，I/O Server 3.0为用户提供了在线监视工具，监视的内容包括I/O Server的性能，链路、设备、数据块的采集信息、当前状态、失败记录
profinet和以太网区别
profinet和工业以太网区别 什么是Profinet PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS InternaTIonal，PI）推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。 PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。 是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。作为一项战略性的技术创新，PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为
跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。 PROFINET是适用于不同需求的完整解决方案，其功能包括8个主要的模块，依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和信息安全、故障安全和过程自动化。 PROFINET 技术定义了三种类型： PROFINET 1.0 基于组件的系统主要用于控制器与控制器通讯 PROFINET-SRT 软实时系统用于控制器与I/O 设备通讯 PROFINET-IRT 硬实时系统用于运动控制 什么是工业以太网 工业以太网是基于IEEE 802.3 （Ethernet）的强大的区域和单元网络。工业以太网，提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径。企业内部互联网（Intranet），外部互联网（Extranet），以及国际互联网（Internet）提供的广泛应用不但已经进入今天的办公室领域，而且还可以应用于生产和过程自动化。继10M波特率以太网成功运行之后，具有交换功能，全双工和自适应的100M波特率快速以太网（Fast Ethernet，符合IEEE 802.3u 的标准）也已成功运行多年。采用何种性能的以太网取决于用户的需要。通用的兼容性允许用户无缝升级到新技术。 工业以太网是应用于工业控制领域的以太网技术，在技术上与商用以太网（即IEEE 802.3标准）兼容，但是实际产品和应用却又完全不同。这主要表现普通商用以太网的产品设计时，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性、本质安全性等方面不能满足工业现场的需要。故在工业现场控制应用的是与商用以太网不同的工业以太网。
工业以太网的意义和应用分析
以太网技术在工业控制领域的应用及意义 随着计算机和网络技术的飞速发展，在企业网络不同层次间传送的数据信息己变得越来越复杂，工业网络在开放性、互连性、带宽等方面提出了更高的要求。现场总线技术适应了工业网络的发展趋势，用数字通信代替传统的模拟信号传输，大量地减少了仪表之间的连接电缆、接线端口等，降低了系统的硬件成本，被誉为自动化领域的计算机局域网。 现场总线的出现，对于实现面向设备的自动化系统起到了巨大的推动作用，但现场总线这类专用实时通信网络具有成本高、速度低和支持应用有限等缺陷，以及总线通信协议的多样性使得不同总线产品不能直接互连、互用和互可操作等，无法达到全开放的要求，因此现场总线在工业网络中的进一步发展受到了限制。 随着Internet技术的不断发展，以太网己成为事实上的工业标准，TCP/IP 的简单实用已为广大用户所接受，基于TCP/IP协议的以太网可以满足工业网络各个层次的需求。目前不仅在办公自动化领域，而且在各个企业的上层网络也都广泛使用以太网技术。由于它技术成熟，连接电缆和接口设备价格较低，带宽也在飞速增加，特别是快速Ethernet与交换式Ethernet的出现，使人们转向希望以物美价廉的以太网设备取代工业网络中相对昂贵的专用总线设备。 Ethernet通信机制 Ethernet是IEEE802. 3所支持的局域网标准，最早由Xerox开发，后经数字仪器公司、Intel公司和Xerox联合扩展，成为Ethernet标准。Ethernet采用星形或总线形结构，传输速率为10Mb/s，100 Mb/s，1000 Mb/s或是更高，传输介质可采用双绞线、光纤、同轴电缆等，网络机制从早期的共享式发展到目前盛行的交换式，工作方式从单工发展到全双工。 在OSI/ISO 7层协议中，Ethernet本身只定义了物理层和数据链路层，作为一个完整的通信系统，它需要高层协议的支持。自从APARNET将TCP/IP和Ethernet捆绑在一起之后，Ethernet便采用TCP/IP作为其高层协议，TCP用来保证传输的可靠性，IP则用来确定信息传递路线。 Ethernet的介质访问控制层协议采用CSMA/CD，其工作原理如下：某节点要
自来水厂SCADA监控系统解决方案
自来水厂SCADA监控系统解决方案
自来水厂SCADA监控系统解决方案 版权归亚控组态工 一、方案概述 随着科学技术的发展和社会的进步，中国各大城市的自来水厂正逐步向“安全供水、科学管理、优质服务”的方向发展。因此如何提高供水质量、达到节能降耗、实现高效管理，是当前自来水厂所面临的首要问题。另外，提高自动化、信息化水平对自来水厂来说也越来越重要。 二、方案亮点 ?监控系统全部采取冗余配置体系，从数据采集到SCADA监控，全采用双机冗余的方式，保障系统的安全性。
?具备多种设备模型和数据模型，能够快速的生成工艺流程图形、各种报表、趋势以及各种复杂计算对象，大大降低工程师的开发量。 ?使用完善、强大的历史库存取服务器和计算分析平台，能够高效的存储历史数据，并为数据分析提供便捷的平台，便于管理者对历史数据进行分析。 三、系统架构 四、系统功能 硬件设备的支持能力
支持国内外1500多家三千余种硬件设备通讯，能够快速的与众多不同生产商制造的硬件设备建立稳定的通讯，包括PLC，智能模块，智能仪表等。 实时生产数据展示 系统具有强大的图形开发工具，绚丽的图形对象，丰富的属性设置和动画连接，制作立体的展示效果，将数据在图形上的展示发挥的淋漓尽致。
报警信息和事件管理 趋势曲线对比分析 自动生成生产运行报表 设备运行管理
五、方案总结 ?与工艺环节的PLC、仪表进行通讯，快速采集实时数据。 ?保证数据完整性，对采集链路、通讯网络进行诊断，实现基于实时数据、历史数据、报警数据的冗余功能，异常时实现快速的切换。 ?对实测数据及状态进行直观逼真的展示（如动画、报表、趋势等），进行多种报警及预警检测，并采用多种方式实现报警通知。 ?对大量的高密度的过程数据进行高性能的压缩存储，基于历史数据进行计算与分析，优化生产调度。 ?在Internet网络或局域网中将实时、历史、报警等数据进行发布，具有一定权限的用户可经过IE对系统进行浏览。 ?系统具有水行业专业图库，便于规范的工程设计。
工业以太环网设计方案
工业以太环网设计方案 1.1概述 掌石沟煤业是基本实现机械化生产，具有复杂生产系统的矿井，为提高矿井的生产效率，对矿井综采工作面、顺槽胶带、主运输系统、通风机房、井下变电所等环节实施统一操作、集中监控、统一调度。各矿综合自动化系统，根据管控一体化思想，以三层网络为基础，结合自动化、信息、计算机、网络、通讯的新理论和技术，采用世界先进的自动化产品、网络产品和工业控制软件、数据库软件，将煤矿生产、管理的各个环节，统一在一个网络平台上，形成一个统一、完整的有机整体，使其在系统结构、网络通讯、自动化覆盖范围方面处于同类矿井的领先水平。 1.1.1设计综述 掌石沟煤业综合自动化控制网络系统的建设应遵循数字化、高速化、智能化、标准化、安全可靠、易扩充升级的原则进行设计，同时充分考虑公司综合自动化系统总体规划和综合自动化系统网络建设的现状。 对于掌石沟煤业工业综合自动化平台网络系统，在井上和井下设置的高速以太环网，主链路采用千兆光纤。在核心层采用千兆工业以太网技术，通过千兆链路将各环网的交换设备连接到网络系统的核心层次，同时具备高冗余性能。 各环网结点主要是连接结点交换机附近的工业设备，以达到控制和信息采集的目的信息层：建设信息管理网，采用标准TCP/IP协议和以太网技术。实现矿区各个管理部门的网络连接，实现人、财、物以及工程项目管理的综合自动化，能对煤炭的生产状况进行实时监视,为管理决策提供依据。
控制层：建设综合自动化控制网，采用工业以太环网+现场工业总线来实现，实现 将井上和井下区域控制器和设备监控站所采集的信息和控制信号传送给有关系统。 设备层：在设备控制层主要是煤矿各专业控制子系统。 1.2控制层网络设备的技术与产品选型 本方案将采用基于以太网TCP/IP的工业以太网技术，传输介质采用层绞式矿用阻燃型光缆，网络结构采用基于光纤工业以太网的环形架构。 1.2.1技术选择 现代煤矿的生产监控管理系统中往往使用到多家厂商提供的多种不同类型的设备，为 了达到方便管理，保证系统运行稳定的目的，必须选择一个开放的通信平台，并将各种不同类型设备的通信统一到这一标准通信平台之上。为保证良好的兼容性和可扩充性，建议使用以太网TCP/IP技术作为整个系统的通信标准。如有其他类型的通信格式，如RS232 RS485或其他专用通信接口等等，均可通过协议网关转换为以太网信息包，在IP网络上进行传送。以太网TCP/IP技术具有以下的优势： 随着企业的发展、各种新技术的应用，可以预见，对网络的带宽要求也会越来越高， 比如基于网络的视频监控传输应用和井下设备信息数据采集等都需要进行大量数据的传输。 以太网技术具有相当高的数据传输速率（目前已有成功案例应用于井下工业环境下的以太 网交换机），能提供足够的带宽； 能在同一总线上运行不同的传输协议，从而能建立企业的公共网络平台或基础构架； 支持交互式和开放的数据存取技术；沿用多年，已为众多的技术人员所熟悉，市场上能提供广泛的设置、维护和诊断工具，成为事实上的统一标准；
供水管网SCADA系统方案
一、水司现状 水司目前还没有调度系统，对整个管网系统的运营管理还处在完全人工排查状态，通过大量的人工巡检和经验保证了管网的正常运行，对管网上的压力和流量数据都是通过人工定时巡检，工作量烦多，效率低下。所以需要采用现代化的手段对整个管网的运行状态进行实时监测。公司对整个SCADA 系统的建设分阶段实施。第一阶段建立整个SCADA 系统框架，对水厂和整个管网上的关键点进行监测，使在公司里可以查看整个管网的基本运行情况，并对其进行分析。第二阶段分片区增加区域流量和压力点，使监测的数据更完整全面，特别是对城区和乡镇总管网节点的监测。第三阶段对管网上的重要节点、末梢和大用户用水进行监测。 二、总体设计方案 2.1 SCADA 系统方案 GPRS/CDMA INTERNET
2.2 GPRS监测设备选型 2.2.1 GPRS数据监测仪DatGPRS H86A—电池供电 功能描述： ●2个IP地址总台，TCP/UDP，支持域名 ●4个电话总台，实现短信数据传输 ●最多可配置6AI，4-20MA、0-20MA、1-5V、0-5V ●最多可配置6DI，可作脉冲使用 ●1个RS232C或1个RS485C，用于直读仪表 ●1个DC24V输出，可采集两个压力变送器 ●自带保存功能，可保存2048条数据 ●数据定时上发15秒--1天可设置 ●段码液晶显示，两个键盘可操作 ●IP68防水等级，dIIBT4 防爆等级 ●一次性锂电池供电，工作2年（15分钟采集，2小时上发） 技术指标： ●工作电压：DC6V-10V ●工作电流：待机<3mA，发送<150mA ●通讯网络：支持GSM900和1800 MHz双频，Phase2/2+标准 ●工作温度：-25~+70oC； ●尺寸：147*147*228 mm（不包括外置天线） ●安装方式：支架；材料：ABS。 产品优势： ●采用一次性锂电池供电，无需拉市电，施工方便，IP68设计，可安装于野 外现场 ●有24V升压功能，可以采集压力变送器数据 ●数据采集与GPRS无线通信集一体，成本低，GPRS无线断线率低 ●AI或DI有报警功能，并能触发短信和继电器输出报警，便于实时监控 ●支持短信功能，便于手机随时查询，键盘与液晶LCD操作，方便现场安装 调试
工业以太网基础及应用三(PROFINET技术)
工业以太网基础及应用
模块三 PROFINET技术 任务一 PROFINET 技术概述 【学习目标】 1、认识PROFINET网络技术。 2、了解PROFINET网络实现实时与等式实时的技术原理。 【相关知识】 PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。 PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。 作为一个开发的通讯系统，PROFINET基于国际标准（IEEE 802.3，802.3u标准），并且满足特殊的网络部件的工业要求。未来借助于PROFINET,以太网将能够完成来自运动控制系统，以及网络上现场设备的硬实时要求。 交换机制 PROFINET 使用交换以太网作为访问方式。它由点对点的连接组成。全部设备都通过点对点连接直接连接其它设备（只连接一个设备）。交换机允许在两个方向（发送和接收）
同时进行通信。因此，可以提供200 Mbps 的网络性能，相当于快速以太网带宽(100 Mbps) 的2 倍。通过强制要求PROFINET 采用交换技术，PROFINET 实现了无冲突数据传输。 SIMATIC 交换机利用两种机制满足PROFINET 的实时性要求：“直通”和“存储转发”。这些交换机制的优点：无需要帧的节点或网络区域不需处理与它们无关的数据。其带来的空闲网络性能可供其它设备使用。与传统解决方案不同的是，该解决方案利用交换机制实现了不同网段内部的并行通信，并因而提高了有效带宽。 基于PROFINET的实时通信 实时通信 实时通信用于将分布式I/O站点连接到控制器，从而利用总线传递传感器和执行器的信号状态。 PROFINET提供两种等级的实时通讯。 RT，实时 实时(RT) 通过划分通讯合作伙伴通讯堆栈的优先级并优化传输对时间要求严格的过程数据，以允许使用标准网络组件的高性能数据传输，典型的更新循环时间为1 ms 至 10 ms。 实时意味着系统在定义的某个时间内处理外部事件。确定性意味着系统以可以预测的方式做出响应。对于工业网络，这两方面的要求都非常重要。PROFINET 利用传输特征满足这类要求： 时间关键型数据在确定的时间间隔内传输。为此，PROFINET 为实时通信提供经过优化设计的通信信道。可以准确地预测数据传输的发生时间。这保证了在同一网络中也可利用其它标准协议顺利地进行通信。 IRT，同步实时 同步实时(IRT) 提供同步执行循环，以确保通过始终等距的时间间隔传输信息。IRT 实现同步数据传输，更新循环非常短（从500 微秒到 1 毫秒），抖动非常小。由于通道分为标准通讯和RT 通讯的标准通道以及IRT 通讯的IRT 通道，所以，过程数据不会受到网络上其它流量的影响。 在支持IRT 的PROFINET 中，通信周期按时间顺序分成多个信道。第一个信道用于
供水管网SCADA在线监控系统
供水管网SCADA在线监控系统 一、适用范围： 该系统适用于供水企业远程监测供水管网，工作人员可以在水司调度中心远程监测全市供水管网的压力及流量情况。科学指挥各水厂启停供水设备，保障供水压力平衡、流量稳定；及时发现和预测爆管事故的发生。 二、系统组成： 供水管网SCADA在线监控系统是水司供水调度管理系统的一个子系统，主要由水司调度中心、通信平台、监测终端、压力变送器和流量仪表组成。 水司局域网 GPRS 微功耗测控终端 流量计压力变送器 微功耗测控终端 流量计压力变送器测点1 测点N 移动专线 服务器 操作员1 操作员2 领导
三、通信平台 水司调度中心、各职能部门之间数据通信在局域网内完成；管网测点与水司调度中心之间采用GPRS无线通信。 四、供水管网SCADA在线监控终端的功能特点、产品结构。 1、终端的功能特点： ◆采集管网压力、流量、流向、电池电压等数据。 ◆将采集数据主动上报到调度中心；支持定时上报和监测数据超限上报。 ◆支持多种供电方式：电池供电、太阳能供电、市电供电。 ◆大容量可充电电池供电、太阳能供电、市电供电条件下支持调度中心随时问询。 ◆采用GPRS、短消息无线通信方式。 ◆现场可存储、显示、查询压力、流量等数据及工作参数。存储数据≥1万条。 ◆数据存储间隔、数据上报间隔可以设置。 ◆防水防潮等级高，测井内安装时：IP68。 ◆4节高能电池可数据发送≥1万条，100Ah可充电电池充电1次可使用3-4个月。 ◆为现场压力变送器提供直流电源：5V、12V、24V。 ◆支持远程升级设备程序、设定参数。 2、产品结构 终端设备设计成两种外形结构：测井内型、测井外型。
Profinet工业以太网实时通信协议分析
通用低压电器篇 孙凡金(1977 ),男,副教授,博士,研究方向为网络控制系统。 Profi net 工业以太网实时通信协议分析 孙凡金,!刘彦呈,!潘新祥 (大连海事大学轮机工程学院,辽宁大连!116026) 摘!要:在分析P ro fi net 关键技术组成的基础上,对其实时性优化技术进行了综述,并通过分析通信连接的建立及维护,实时协议的组成及通信策略,以及RT 与I RT 的通信技术与实现方法,从整体上研究了P rofi net 实时性优化的协议组成及基本特性,对设计与优化基于Profi net 工业以太网的自动化系统具有一定借鉴。 关键词:Prof i ne t ;实时性;通信连接;同步 中图分类号:T P 393.04!文献标识码:A !文章编号:1001 5531(2008)21 0030 04 The Anal ysis of the Real T i m e Co mmun icati on Protocol i n Profinet !!! SU N Fanji n ,!LIU Yancheng,!PAN X i n x iang (Schoo l ofM arine Eng i n eeri n g ,Da lian M ariti m e Un iversity ,Da lian 116026,Ch i n a) !!Abstract :Based on the analysis o f P ro fi net ?s key techno l ogy ?s constituti on ,its rea l ti m e opti m iza tion tech no l ogy w as survey ed .By ana l yz i ng t he buil d and m ai n tenance of co mmun ica ti on connect ,rea l ti m e protoco l ?s con stituti on and communicati on stra tegy ,RT and I RT ?s communicati on techno logy and rea liza ti onm e t hod ,t he protoco l constit ution and basi c character i stics for P ro fine t rea l ti m e opti m i zati on w ere st udied ,wh ich can be re ference f o r de si gn i ng and opti m izi ng autom ati c system based on Profi net . K ey words :Profi n et ;real ti m e ;co mmun icati on connect ;synch ronous 刘彦呈(1963 ),男,教授,博士生导师,研究方向为工业监控网络。潘新祥(1964 ),男,教授,从事船舶网络化监控技术的研究。 0!引!言 Profinet 是国际组织P NO (Pro fi b us N ati o na l O rganizati o n)提出的用于工业自动化的实时以太网标准[1,2] 。为支持不同工业级应用,Profi n et 提 供了集成式Profinet I O 和分布式自动化中创建模块化设备系统的Pro fi n et CBA [3] 。Profinet I O 对分布式I/O 使用实时通信(RT)和同步实时通信(I R T)协议。RT 通信时钟周期可达10m s 量级,适用于工厂自动化的分布式I/O 系统。I RT 通信时钟周期可达1m s 量级,适用于运动控制系统[4,5]。Profinet CB A 使用TCP /I P 和RT 两种基于组件的通信方式。它允许时钟周期由TCP 协议的100m s 量级降至RT 的10m s 量级,从而更适用于PLC 之间的通信。本文通过分析Profinet 实时性协议的组成,对其通信连接建立及管理、实 时同步机制、等时同步实现方法及关键技术进行 了深入分析,阐述了Profi n et 实时通信解决方案实现方法。 1!Pro fi net 协议架构 传统的以太网使用CS MA /CD (带有冲突监测的载波监听多路访问)协议实现介质访问控制,虽然工业以太网可使用标准的通信协议(如TCP /I P 或UDP /I P)来提高其实时性,但数据包的传输时延很大程度上依赖网络负载而不能预先确定,因此标准协议通信过程中会产生帧过载现象,这即加大传输时延及处理器计算时间,从而延长发送周期,严重影响网络的实时性。为此,Profi net 通过对发送器和接收器的通信栈进行实时性优化,可保证同一网络中不同站点可在一个确定时段内完成时间要求严苛的数据传输。Profine t 30
六种工业以太网比较
六种工业以太网比较 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
六种工业以太网比较 摘要：当前，工业以太网技术是控制领域中的研究热点。所谓工业以太网，一般来讲是指技术上与商用以太网(即标准)兼容，但在产品设计时，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面能满足工业现场的需要。随着互联网技术的发展与普及推广，Ethernet技术也得到了迅速的发展，Ethernet传输速率的提高和Ethernet交换技术的发展，给解决Ethernet通信的非确定性问题带来了希望，并使Ethernet全面应用于工业控制领域成为可能。目前，几种典型的工业以太网有HSE、PROFInet、Modbus/TCP、EtherNet/IP、Powerlink、EPA六种。本文通过对这六种工业以太网比较，以便更好的应用于系统集成。 关键词：工业以太网、HSE、PROFInet、Modbus、EtherNet、Powerlink、EPA 与传统控制网络相比，工业以太网具有应用广泛、为所有的编程语言所持、软硬件资源丰富、易于与Internet连接、可实现办公自动化网络与工业控制网络的无缝连接等诸多优点。由于这些优点，特别是与信息传输技术的无缝集成以及传统技术无法比拟的传输宽带，以太网得到了工业界的认可。 1．HSE(高速以太网) HSE(High Speed Ethernet Fieldbus)由现场总线基金会组织(FF)制定，是对FF-H1的高速网段的解决方案，它与H1现场总线整合构成信息集成开放的体系结构。 FF HSE的1-4层由现有的以太网、TCP/IP和IEEE标准所定义，HSE和H1使用同样的用户层，现场总线信息规范（FMS）在H1中定义了服务接口，现场设备访问代理（FDA）为HSE提供接口。用户层规定功能模块、设备描述（DD）、功能文件（CF）以及系统管理（SM）。HSE网络遵循标准的以太网规范，并根据过程控制的需要适当
城市供水SCADA调度系统方案简介
基于力控软件的城市供水SCADA调度系统摘要：本文针对大部分城市已经建立的供水监控系统主要存在的问题，以力控实时数据pSpace为数据平台、结合SCADA监控软件ForceControl建立了基于Web的B／S模式的供水监控系统，以供水公司为工程节点建立一级管网监控中心，各个自来水厂为监控节点建立二级水厂监控系统，实现了供水公司对各个水厂的集中管理和远程监控。 关键词：力控SCADA 软件 RTU ForceControl 实时数据库pSpace B/S 模式 1.前言 城市供水综合自动化监控系统一般包括供水总公司，水厂监控站，水源井监控站，水网加压站等。自来水的生产过程通常是由地表水或者水源井取水送到水厂，在水厂经过消毒、沉淀、过滤等过程后送入城市供水管网，提供给城市居民或者工业用户等使用。自来水生产流程如下图所示。 图1 自来水生产工艺流程图 目前，许多城市的供水系统是以地下水为主要水源、多水厂处理的环状管网的供水系统，并且存在多个独立供水板块，系统分布区域范围大，供水公司的全局性管理和实时监控相对困难。大部分城市已经建立的供水监控系统主要存在以下几个问题： (1)供水管网压力不稳定、通讯方式落后、系统相对封闭、没有建立有效的企业信息共享系统。大多数水厂的供水SCADA系统采用传统的相对独立的C／S模式，远程站点采用电
台传递供水管网的相关数据和指令，不利于供水公司的集中管理和优化调度以及水厂之间的信息共享。 (2)部分二级水厂的自来水生产监控系统的自动化程度较低，水处理系统的可靠性较差，外输供水采用落后的人工控制方式，浪费了大量的人力和物力，而且导致管网压力不稳定，供水公司无法及时浏览水厂的生产数据。 (3)部分水厂的供水监控系统的冗余性不高，操作模式过于单一，经常由于一台设备的故障，而导致整个水厂供水监控系统的瘫痪，造成严重的经济损失。 (4)系统依靠调度人员人工发出指令来实现优化调度，浪费大量的人力物力，调度人员则完全依靠个人经验进行调度。因此，当系统出现故障时，调度人员很难及时发现和处理。 2.系统需求 针对现阶段城市供水监控系统的缺陷和问题，新一代的供水监控系统必须具备以下条件： (1)应建立基于Web的B／S模式的供水远程监控系统，将供水总公司作为工程节点，各个二级水厂作为监控节点，实现了供水公司对各个水厂的集中管理和远程监控。 (2)远程站点利用新的通讯方式GSM或GPRS，将供水管网的相关数据实时的传输到供水公司的一级监控中心。 (3)将计算机SCADA远程监控系统融入各个水厂，建立高可靠性的水厂水处理控制系统，满足各个水厂的生产需求，并且可以将生产数据实时上传到供水公司。 (4)应具有优化调度功能。根据管网监测系统反馈的运行状态数据，运用数学上的最优化技术，确定各个水厂的最佳供水量。进而确定供水泵站内最优工作水泵台数和组合，完成供水泵站的效率优化，从而解决供水不均，耗电大等问题。 3.力控供水监控系统总体概述 3.1系统解决方案 水厂监控中心以力控ForceControl组态软件作为监控平台，采用无线GPRS方式实现数据通信，将实时数据上传到二级监控节点。各个水厂配备PLC（可编程控制器）作为硬件控制系统，对包括取水、加药、滤池、送水等流程进行控制，采集液位、压力、流量、温度、水质以及水泵等相关实时数据，并通过光缆将数据上传到公司调度中心。 供水总公司调度管理中心以力控pSpace实时历史数据库作为系统平台，汇总各个水厂上传的数据。供水总公司与水厂分控中心之间通过ADSL拨号方式实现数据交互，该方式具备速度快，流量大，费用低，易于维护等特点。同时系统设有力控pSpace WEB服务器，远
自来水SCADA生产调度系统
自来水SCADA生产调度系统 一、系统功能简介 利用计算机信息处理技术，现代通信技术以及自动控制技术对整个供水管网的主要运行参数、设备运行状况进行动态监测、实时调度和自动化控制。
1、实时监控 按类别或区域实时监控各传感器数据，实时报警提示。 2、统计分析 根据各种查询条件，生成图表或表格分析数据。 3、日况分析 按天查询各站点数据或图表。 4、调度办公 对停水信息、冲洗信息、阀门调节信息、调度日志、数据修改或补录等进行管理。 5、报表管理 提供各种统计报表。如区域水量报表、压力统计报表等。 6、数据采集服务 根据采取的通讯方式和通讯协议对数据进行采集解析。 7、实时报警 对报警条件进行设置，提供语音、短信、界面提示等各种方式报警提示。 8、系统管理 对用户、角色、权限进行管理。提供各基础数据的维护
二、系统特点及优势 1、数据采集稳定高效 数据采集子系统经过多个项目长期运行考验，支持多种协议，支持为客户定制化协议。为后台数据处理提供了坚实的基础。 2、系统界面简明，操作方便
3、支持在线增加监控站点及传感器，传感器参数配置方便简捷 4、支持虚拟传感器、热门站点监控
5、系统支持多种通迅方式，包括：数传电台，GPRS,SOCKET，短消息等。 6、强大灵活的报警功能，可灵活设置报警条件和方式，报警级别可分为三级越界报警 7、系统操作及报警支持语音提示 8、系统采用及时通讯的技术发送数据超限或站点故障信息。 9、数据实时监控方式多种多样 分类型监控实时数据
● 分区域监控实时数据 ● 设置虚拟站点、重要站点进行监控● 实时曲线监控 10、强大的统计分析功能 ● 对同一传感器不同时间的对比分析● 对同一时间不同传感器的对比分析● 提供各种图形和表格的数据分析● 各种样式的统计报表
工业以太网通信标准PROFInet及其应用
工业以太网通信标准PROFInet及其应用 发布日期：2011-09-27 浏览次数：2110 分享到：0 【摘要】：随着信息技术技术的飞速发展,当今自动化技术的发展正日益受到信息技术原理及其标准的重大影响。在自动化领域中集成信息技术可以为企业内部自动化系统间的全局通信提供解决方案,基于工业以太网通信标准的PROFInet通信技术使这种集成 成为可能。PROFInet是Process Field Net的缩写,它是Profibus客户、生产商与系统集成联盟协会推出的在PROFIBUS与以太网间全开放的通信协议。 1 引言 随着信息技术技术的飞速发展,当今自动化技术的发展正日益受到信息技术原理及其 标准的重大影响。在自动化领域中集成信息技术可以为企业内部自动化系统间的全局通信提供解决方案,基于工业以太网通信标准的PROFInet通信技术使这种集成成为可能。PROFInet 是Process Field Net的缩写,它是Profibus客户、生产商与系统集成联盟协会推出的在PROFIBUS与以太网间全开放的通信协议。PROFInet是一种基于实时工业以太网的自动化解决方案,包括一整套完整高性能并可升级的解决方案,可以为PROFIBUS及其他各种现场总线网络提供以太网移植服务;PROFInet标准的开放性保证了其长远的兼容性与扩展性,从而 可以保护用户的投资与利益。PROFInet可以使工程与组态、试运行、操作和维护更为便捷,并且能够与PROFIBUS以及其它现场总线网络实现无缝集成与连接。工程实践证明,在组建企业工控网络时采用PROFInet通讯技术可以节省近15%的硬件投资。 2 PROFInet通讯标准 PROFInet可以提供办公室和自动化领域开放的、一致的连接。PROFInet方案覆盖了分散自动化系统的所有运行阶段,它主要包含以下方面:（1）高度分散自动化系统的开放对象模型（结构模型）;（2）基于Ethernet的开放的、面向对象的运行期通信方案（功能单元间的通信关系）;（3）独立于制造商的工程设计方案（应用开发）。PROFInet方案可以用一条等式简单而明了地描述:PROFInet=Profibus+具有PROFIBUS和IT标准Ethernet的开放的、一致的通信。 2.1 PROFInet设备的软件结构 PROFInet设备的软件覆盖了现场设备的整个运行期通信,基于模块化设计的软件包含若干通信层,每层都与系统环境一致。PROFInet软件主要包括一个RPC（Remote Procedure Call）层,一个DCOM（Distributed Component Object Model）层和一个专门为PROFInet对象定义的层。PROFInet对象可以是ACCO（Active Connection Control Object）设备、RT auto （Runtime Automation）设备、物理设备或逻辑设备。软件中定义的实时数据通道提供PROFInet对象与以太网间的实时通信服务。PROFInet通过系统接口连接到操作系统（如WinCE）,通过应用接口连接到控制器（如PLC）。
供水管网SCADA在线监控系统
供水管网SＣＡＤA在线监控系统
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供水管网SCADＡ在线监控系统 一、适用范围： 该系统适用于供水企业远程监测供水管网,工作人员可以在水司调度中心远程监测全市供水管网的压力及流量情况。科学指挥各水厂启停供水设备，保障供水压力平衡、流量稳定;及时发现和预测爆管事故的发生。 二、系统组成: 供水管网SCADA在线监控系统是水司供水调度管理系统的一个子系统，主要由水司调度中心、通信平台、监测终端、压力变送器和流量仪表组成。 水司局 GPRS 微功耗 流压力变 微功耗 流压力变测测 移动服务 操作 操作 领导
三、通信平台 水司调度中心、各职能部门之间数据通信在局域网内完成;管网测点与水司调度中心之间采用GＰRS无线通信。 四、供水管网ＳＣＡDA在线监控终端的功能特点、产品结构。 1、终端的功能特点： ◆采集管网压力、流量、流向、电池电压等数据。 ◆将采集数据主动上报到调度中心;支持定时上报和监测数据超限上报。 ◆支持多种供电方式:电池供电、太阳能供电、市电供电。 ◆大容量可充电电池供电、太阳能供电、市电供电条件下支持调度中心随时问询。 ◆采用GＰＲS、短消息无线通信方式。 ◆现场可存储、显示、查询压力、流量等数据及工作参数。存储数据≥1万条。 ◆数据存储间隔、数据上报间隔可以设置。 ◆防水防潮等级高，测井内安装时：IP68。 ◆4节高能电池可数据发送≥1万条，1００Ah可充电电池充电1次可使用3-4个月。 ◆为现场压力变送器提供直流电源:5V、12V、24V。 ◆支持远程升级设备程序、设定参数。 2、产品结构 终端设备设计成两种外形结构：测井内型、测井外型。
S7-300 PROFINET IO 通信快速入门(更新版)
基于 S7-300 的 PROFINET IO 通讯
PROFINET IO Communication based on S7-300
Getting Started
Edition （2008-01）
SIEMENS A&D CS
摘 要 通过 PROFINET，分布式现场设备(如现场 IO 设备，例如信号模板)可直接连接到工业 以太网，与 PLC(IO 控制器)等设备通讯。本文举例一个 PN IO 控制器 (CPU315-2PN/DP) 和 PN IO 设备 (ET200S) 实现 PROFINET IO 实时通讯。通过一步一步的组态，给读者一个清 晰的组态 PROFINET IO 通讯的实现方法。 关键字 PROFINET, PROFINET IO 通讯, 工业以太网, IO Supervisor, IO 控制器, IO 设备, SCALANCE 交换机, Step7 Key words PROFINET, PROFINET IO Communication, IE, IO Supervisor, IO Controller, IO Device, SCLANCE Switch, Step7
A&D Service & Support
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目 录
1 PROFINET IO概述............................................................................................................. 4 2 PROFINET IO现场设备简介 .............................................................................................. 5 3 PN IO 组态......................................................................................................................... 6 3.1 本例设备简介............................................................................................................... 7 4 PN IO的组态步骤 ............................................................................................................... 8 4.1 打开Step7 软件............................................................................................................ 8 4.2 新建一个项目 ............................................................................................................ 11 4.3 添加IO Controller....................................................................................................... 13 4.4 对IO Controller进行硬件组态..................................................................................... 15 4.5 对IO Device进行硬件组态 ......................................................................................... 20 4.6 编写用户程序 ............................................................................................................ 27 4.7 设置PG/PC接口......................................................................................................... 28 4.8 设置IO设备名 ............................................................................................................ 33 4.9 下载硬件组态 ............................................................................................................ 37 4.10 下载用户程序........................................................................................................... 41 4.11 测试用户程序........................................................................................................... 42 5 PN IO的诊断 .................................................................................................................... 50 5.1 在线诊断.................................................................................................................... 50
A&D Service & Support
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