基于工业以太网的上位机监控系统
《基于工业以太网与现场总线的煤矿井下供电监控系统设计》范文

《基于工业以太网与现场总线的煤矿井下供电监控系统设计》篇一一、引言随着煤炭工业的快速发展,煤矿井下供电系统的稳定性和安全性变得越来越重要。
为了提高煤矿生产效率和保障人员安全,设计一套基于工业以太网与现场总线的煤矿井下供电监控系统显得尤为重要。
本文将详细介绍该系统的设计思路、实现方法和应用效果。
二、系统设计目标本系统设计的主要目标是实现煤矿井下供电系统的实时监控、故障诊断、远程控制和数据管理。
通过工业以太网和现场总线的结合,提高供电系统的可靠性和安全性,降低故障发生率,保障矿工生命安全,同时提高煤矿生产效率。
三、系统架构设计1. 网络架构设计本系统采用工业以太网和现场总线相结合的网络架构。
工业以太网具有高速、稳定、可靠的特点,适用于井上与井下的数据传输。
现场总线则负责井下设备之间的数据传输,实现设备的实时监控和远程控制。
2. 硬件设计硬件部分包括传感器、执行器、工业以太网交换机、现场总线设备等。
传感器负责采集供电系统的各种参数,如电压、电流、功率因数等。
执行器则根据监控系统的指令,对供电系统进行控制。
工业以太网交换机负责数据的传输和交换。
现场总线设备则实现设备间的数据通信。
3. 软件设计软件部分包括监控系统软件和数据分析软件。
监控系统软件实现实时监控、故障诊断、远程控制等功能。
数据分析软件则对采集的数据进行分析和处理,为决策提供支持。
四、系统功能实现1. 实时监控通过传感器采集供电系统的各种参数,实时显示在监控界面上,使管理人员能够随时了解供电系统的运行状态。
2. 故障诊断监控系统根据采集的数据,对供电系统进行故障诊断。
一旦发现故障,立即报警并显示故障信息,方便管理人员及时处理。
3. 远程控制通过工业以太网和现场总线,实现对供电系统的远程控制。
管理人员可以在任何地点,通过计算机或手机等设备,对供电系统进行控制。
4. 数据分析与处理数据分析软件对采集的数据进行分析和处理,为决策提供支持。
如分析供电系统的运行规律,预测设备故障等。
基于以太网技术的工业远程监控系统

标 志 着工 业 控 制技 术 领 域 又一 个 新 时 代 的开 始 并 对 该领 域 的发 如 今 的 工 业 网络 ,虽 然现 场 总 线技 术仍 然 是 主 流 ,但 是 工 展产 生 了重要 的 影响 。 业 以 太 网正 在 以每 年 4 % 一 5 %的 速 度 可持 续 的 发展 和 普及 , 0 0 从 企 业管 理 层 迅 速地 渗透 到 现 场控 制 层 。几 乎 所 有 的 以太 网 协
()可 互操 作性 2 现场 总 线的 主要 特 点 之一 是可 互操 作 性 ,但现 有 的 1 2种现
场总 线 国际标 准 中 ,异 种现 场总 线 之间 是不 能进 行互 操作 的 。 当计 算 机控 制技 术 、 网络 通 信 技 术 被 引 入到 工 业 控 制 领 域 的时 候 , 引发 了传统 工业 控 制 领域 的 巨大 变 革 。这 让 信 息 网 络 ( )现 场设 备缺 少选 择 余地 3 标 准 过 多 ,但 缺 少 选 择 余 地 。近 几 年 来 ,虽 然 国 内 也有 不
品 的研 发 周 期 ,提 前 新产 品的 上 市 时 间 ,这 就 需要 根 据 制 造 企 业范 围内 的 连续 信 息 流 ,应 用 于 战 略决 策 。 从 企 业 的生 产 第 一 2 工业 以太 喇的技 术 优势
与各 种现 场总 线相 比 , 业 以太 网有 以下优 点 : 工 ()应 用广 泛 以 太 网标 准 开 放 ,各 个 厂 家 的设 备 能 够 互相 1
线 ,到 企业 生 产 控 制 层 ,最 后 到 企 业的 管 理 层 。 因此 制 造 企 业
必 须 大 力 开 展企 业 内 部控 制 网络 化 建设 。 目前 自动 化 控 制 系 统 兼容 ,以 太 网技 术 成 熟 ,软 硬 件 丰 富 , 为广 大 用 户所 熟 悉 ,普 的形 式 主要 有 基 于 串 口通 信 的 计 算机 集 中控 制 、集 散 控 制 系 统 及 程 度极 高 。 ( ir ue nr lyt m ,D ) Ds i td Co t s tb oS e CS、和 基 于 现场 总 线 的控 制 ( ) 通 讯 速 率 高 目前 以 太 网 广 泛 应 用 的 通 讯 速 率 已 从 2
基于S7-PLC的工业以太网设备监控系统设计

基于S7-PLC的工业以太网设备监控系统设计赵一洁;段晨东;程婷【摘要】介绍了基于S7-400 PLC的工业以太网设备的监控和参数设定系统的设计方法;该系统以S7-400 PLC为控制和数据处理核心实现压机、左操作机、右操作机的检测和控制任务,采用2个工控机分别实现参数设定和过程监控;为了实现参数的实时监控和设定,研究了基于Prodave IE的动态链接库调用方法,采用工业以太网实现了S7-400 PLC与工控机之间数据通信;重点研究了基于VB的监控及参数设定系统的不同类型数据处理方法,解决了S7 PLC和工控机不同环境的数据类型转换问题;开发了设备参数信息和状态的数据库,有效地实现了监测、分析和报警;设备运行表明,监控和参数设定系统较好地满足了使用要求.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2010(018)012【总页数】5页(P2764-2767,2770)【关键词】工业以太网;监控和参数设定系统;数据通信;数据类型转换【作者】赵一洁;段晨东;程婷【作者单位】长安大学电子与控制工程学院,陕西西安,710064;长安大学电子与控制工程学院,陕西西安,710064;长安大学电子与控制工程学院,陕西西安,710064【正文语种】中文【中图分类】TP273;TP2770 引言快锻液压机是机械制造工业的大型设备之一, 主要用于对耐热合金、不锈钢等材料的加工, 可以生产各种不同形状的锻材, 其生产的产品可以广泛用于航空航天、舰船、军事、医疗等各个领域。
设备采用液压驱动、结构庞大、部件多、工作过程复杂, 因此, 在生产过程中对它的状态监测及故障诊断和维护十分必要[1] 。
工业以太网现具有良好的抗干扰性, 通过工业以太网, 可以使用户在办公室中访问生产数据, 为生产提供便捷的管理。
本文介绍一种基于S7-400 和工业控制计算的工业以太网设备监控系统。
设备监控系统以S7-400 PLC 为控制核心, 以PLC 采集的实时数据和状态为基础, 通过TCP/IP 协议, 由工业以太网传至计算机, 由可视化监测系统对生产过程中的参数进行实时监测及报警, 并实现控制参数设定和修改,工程应用表明, 系统可靠性高, 具有较好人机交互性, 能够有效地实现监测、分析和报警功能。
基于工业以太网的超高压变电站监控系统的设计和应用

匐 似
基于工业以太网的超高压变电站监控系统的设计和应用
Desi gn and applca i i t on about a m oni or and con r ys em gh v t t t ols t of hi ol age s ubst i at on on bas o her e f et net
马 洪蕊
MA Hon —u g ri
( 防灾科技学院 ,三河 0 5 0 ) 6 2 1 摘 要 : 根据超 高压变 电站 计算机监 控系统 的设 计特点和 应用难点 ,分析 了该 系统的发展 趋势 。结合
SAS T P A 监控 系统强大 、灵活的软硬件资 源 ,论述了S T 电站计算机监控系 统的网络 结构 A变 和网络特点 ;根据分层分散 的原则分 别介 绍了系统的间隔层和站控层系统 ;通过S T A 10 A K 3 7 丰富 、灵活的扩展接 口实现 了同电网调度 系统、保护装置 、直流系统等第三方系统的通信 。 关键 词 : 变 电站 ;工业 以太 网 ;监控 系统 中图分类号 :T 2 3 P 7 文献标识码 :B 文章编号 :1 0 —0 3 ( 0 1 1 ( ) 0 2 4 9 1 4 2 1 ) 下 一 1 —0 0 0 3
D i1 .9 9 jis .0 9 1 4 2 1 .0下 )4 o : 3 6 / . n 1 0—0 3 .0 1 1 ( .0 0 s
0 弓l 言
随着 微 电 子技 术 、计算 机 软硬 件 技 术 的 发展 ,
户 的需要 ,设 计 出了基于工业 以太 网的、适合我
护 监控 功 能 以及 数 据 共 享 从 逻辑 上 的 结 合越 来 越 紧
密 ,物 理 上 的结 合 也 将 随 着 光 电传 感 技 术 的不 断 发 展和 完善 而更加 紧 密 [3 11  ̄。
基于工业以太网实现上位机对远程PLC的监控

网络通 信方 式 中 , 业 以 太 网 克服 了现 场 总线 标 准 工
多, 硬件 费用 高 , 输速 率较 低 , 传 支持 立用有 限 , 能 不
与互 联 网集成 等缺 点 , 为工 业 网绍 通 信 发展 的趋 成
势 。工业 以太 网是 基于 以太 网技术 和 TC /P技 术 PI 的工 业通 信 网络 , 过工 业 以太 网司 以将 自动 化 系 通
关 键 词 : 业 以太 网; 程 监 控 ; 络 通 信 诊 断; 工 远 网
W i CC n
络 连接 部件 , 包括交 换机 和 F C快 速 连接插 座 。第 2 类 为通信 媒体 , 用普 通 双 绞 线 、 速 连 接双 绞 线 、 采 快 工 业 屏 蔽 双 绞 线 和 光 纤 。 第 3类 为 C U 集 成 的 P P N接 口和工 业 以太 网通 信 处 理 器 , 于将 P C 连 用 L 接 到工业 以太网 。第 4类 为 P / C 的工 业 以太 网 GP 通 信 处 理 器 , 于 将 P / C连 接 到 工 业 以 太 网 。 用 G P 交 换 机 是 构 建 交 换 式 以 太 网 的 核 心 部 件 , 用 利 MAC地址访 问技术 工 作 在数 据 链 路 层 。交 换 机 将 网络分 成几个 网段 , 实现 负载 分离 , 网段之 间 的数 各
多个报 文可 同时在 整 个 网 络 内传 输 , 个 网 络 节 点 每 可 以独享 整个 介质带 宽 。交换 机对 网络 上传输 的数
设备 控 制层 扩展 到 了企 业 管理层 。在 多样 化 的工 业
据 包进行 检测 , 不传 送错误 帧 和错误 报告 帧 , 阻止错
误 向有关 的子 网 扩 散 。交 换 机 所 具 有 的 自协 商 功 能 , 网络站 点在数 据 传 输 开 始之 前 自动 协 商数 据 使 传 输速率 、 工作 方式 以及数 据达 到最 近节 点 的路 径 。
基于工业以太网的实时监控系统通信设计

System's communication principle and software design method are given and the method
is applied to the real-time monitoring system.
Key words: Industrial Ethernet; PLC; Multithread; Communication
为对象,利用多线程编程技术实现可编程控制器(PLC)与上位机(PC)基于工业以太网的
实时通信,给出系统的通信原理和软件设计方法,并将此方法成功应用于实时监控系统。
关键词:工业以太网;PLC;多线程;通信
中图分类号:TP336
文献标识码:A
Abstract: Industrial Ethernet control system is a new type of industrial control
Guiyang 550014,China)
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。工业以太网以其全开放、实现工业控制网络与数据信息网络的无缝整
合的特点,已成为当前自动化技术领域的热门技术。本文以西门子SIMATIC S7-300/400 PLC
是带微处理器的PCI工业以太网网卡,使用AUI/ITP接口或RJ-45接口,将PG/PC连接到IE网络;
它有恒定的数据吞吐量,支持“即插即用”和自适应(10Mbit/s或100Mbit/s)功能,支持
ISO和TCP/IP通信协议、PG/OP通信、S7通信、S5兼容通信和TF协议,支持运行大型的网络配 置,可以用于冗余通信,支持OPC通信。
基于组态王和工业以太网的电力监控系统

基于组态王和工业以太网的电力监控系统摘要:本文设计了基于组态王和工业以太网的电力监控系统,并介绍了系统软、硬件的设计以及系统功能。
应用结果表明,该系统运行可靠,实时性高,在工程中有一定的参考价值。
关键词:组态王,mobus ,工业以太网,电力监控Abstract: in this paper, based on configuration and the king and the industrial Ethernet power monitoring system, and introduces the design of the system software and hardware and system function. The application shows that the system reliable operation, high real-time, in engineering is of some reference value.Keywords: configuration king, mobus, industrial Ethernet, power monitoring 一引言为了更好地满足大电网、大机组、高电压的电网实时监控要求,除常规远动终端、智能电度表和继电保护装置等智能电子设备采集电网实时数据外,还须采用软件对电网进行监控。
本文详细介绍了组态王在中储粮某储备库电力监控系统中的应用。
二系统设计1、系统结构该储备库变电所较多,且地址位置分散,要求监测供电设备和生产设备共180多台,基本涵盖了供电、运输、通风、清扫、除尘等粮库设备的各个方面。
出于成本和可靠性考虑, 本系统双层结构,上层为监控管理层,上位机通过工业以太网对各配电室的电能参数进行远程监控,下层是现场设备监控层,通过RS-485总线读取现场仪表实时数据。
系统结构如下图所示:2、系统硬件设计1)RS-485总线设计原则本系统电力仪表采用江苏斯菲尔公司PA19系列数显电流表,PA19系列数显电流表适用于低压配电系统的单相、三相或多相电流参数测量。
基于以太网的智能库房监控系统上位机设计

— 动控制系统与装
Autom atic Control System s & Equipm ents
基 于 以太 网 的 智 能 库 房 监 控 系统 上 位Байду номын сангаас机 设 计
高 雪 莲 ,张 国平 ,林 光 源 ,蔡 盼 盼 ,陈 志 文 (华 中师 范 大 学 物 理 科 学 与 技 术 学 院 。湖 北 武 汉 430079)
Design Of an Upper Computer for the Intelligent W arehouse Monitoring System Based On Ethernet
Gao Xuelian, Zhang Guoping, Lin Guangyuan, Cai Panpan,Chen Zhiwen
关 键 词 : 以太 网 ;智 能 监 控 ;库 房安 全 ;套接 字 ;SQL Server DOI:10.3969/j.issn.1000—3886.2017.01.027 [中图分类号 ]TP274.5 [文献标识码 ]A [文章编号] 1000—3886(2017)0l一0092—03
(College of Physics and Technology,Central China Normal University,Wuhan Hubei 430079,China)
A bstract :In view of problems with warehouse environment secur ity such as poor real—time performance l short transmission distance and low transmission ef i ciency,this paper puts forwards a design scheme for the upper computer in the intelligent warehouse monitoring system based on Ethernet. The socket technology is used SO that the Ethernet can com municate with the monitoring module of the
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基于工业以太网的上位机监控系统
摘要:工业以太网控制技术是一种新型的工业控制系统,随着其无缝整合的特点,在工业自动化控制方面以其独特的优势,成为工业自动化控制方面比较热门的技术,也是当前工业自动化发展的一个方向。
关键词:工业以太网上位机监控系统
一、前言
工业以太网技术是现场总线控制技术和集散控制系统之后的又一新型的技术,具有便于安装、有较高的传输速度、低能耗高兼容性的特点,在工业自动化控制方面的得到了很好的利用,工业控制对网络技术的需求也给工业以太网提供了更为广阔的发展空间。
通过以太网将企业的信息和工业控制两个网络进行了无缝连接,创造工业自动化控制的新时代。
二、上位监控系统硬件设计
1、服务器与生产车间的网络设计
中控室设置数据采集服务器一台(工程师站),作为SCADA服务器(监视控制和数据采集)系统以Windows2003Server为操作平台,运行控制软件(如STEP7)完成生产线各控制软件编制及上下载、故障诊断,运行组态监控软件(WinCC7.0),完成设备控制信息和生产数据的采集工作,经过程序处理,生成各种文件,显示各生产区域的动态画面及图形,对该区域的生产设备状态、生产状况、物流状态进行动态模拟、实时监控,并实现实时反映生产环节中各部接口和设备的情况。
2、服务器与车间管理层的网络设计
由于车间管理层和生产车间分属于不同的网络,因此设计了中央控制室计算机的双网卡结构,以连接两个不同的网络,以便于计算机对两个网络信息的同时处理。
其中一块网卡用于监控现场控制装置(PLC、HMI等),另一块网卡用于连接厂级管理服务器,读取工艺参数,并作为上级管理计算机的终端。
3、客户机及其附属设备网络设计
建立控制室局域网络,且该局域网络和生产车间网络位于同一IP段。
设置管理客户机2台(操作员站),客户机供操作员对特定控制区域进行生产设备状态、生产状况、物流状态进行动态模拟、实时监控,并实现实时反映生产环节中各部接口和设备的情况。
设置看板系统控制计算机1台,从SCADA服务器读取数据库内的信息,建立显示界面并对设备的运行状况进行实时监视,并能自动记录工艺参数、打印故障报表。
中控室及PLC网络采用以太网交换机(SWITCH)
进行网络联接,现场以太网交换机(SWITCH)之间的联接采用光缆。
三、WINCC与PLC的通信连接
在当前WINCC系统运行的过程中,PLC间要进行过程通讯,需要在PLC 控制系统上安装驱动程序来对PLC进行控制,在安装的驱动程序中有很多的通道单元,利用硬件驱动程序和接口对驱动程序进行支持。
通过逻辑连接,WINCC 数据管理可以使用远程PLC中的变量。
依据所需的步骤,通道单元利用指定的通道来连接访问过程值,进而获得WINCC数据管理所需要的过程值。
四、WINCC与LED显示屏同步显示
当前LED的显示可以通过对通讯进行控制实现同步显示和异步显示。
所谓的同步显示就是指通讯信号和LED显示屏实施时时通讯;异步显示是显示屏和上位机不同步运行,各自进行独立的运行。
但需要上位机将显示信息编辑并发送到显示屏体。
为减少系统复杂性,本文提出了一种WINCC组态软件与LED显示屏同步显示的技术方案,该方案简洁高效,便于实现,避免了大量的编程开发工作,显示原理:操作员在WINCC开发环境中将显示信息按照LED大屏显示软件的要求制作好,包括尺寸、分辨率、显示坐标等,然后扫描卡开始实时扫描看板计算机显示屏幕的固定区域,发送卡将扫描卡得到的显示信息通过以太网发送到光电转换器,电信号转换为光信号后经光纤发送到现场LED屏幕上的光电转换器上,光信号再转换为电信号后进入接收卡。
接收卡按照事先存入其中的参数信息,将信号调制为在LED允许范围内的电信号,加载到屏幕上。
这样完成了电脑显示屏和LED屏的同步显示。
五、上位机程序设计
上位机选用西门子公司的WinCCV6.2编写,该软件除了具有组态软件的基本功能外,还采用标准MicrosoftSQLServer2000数据库进行与PLC的通信,将PLC采集的和处理过的数据通过画面的形式显示出来;同时接受操作员的调度命令,通过工业以太网,对现场的设备进行远程操作。
系统设计了5个功能画面,包括主界面、输送带综保画面、故障记录画面、网络状态画面和参数设置画面。
主界面显示了系统的7条带式输送机,以动画区分状态分别为:正常、运行、通讯错误及报警等,表示的颜色可以自行设定,基于分布式工业以太网的自动监控系统网络架构分为以下几个层次。
1、传感仪表层
为了实现对生产工业流程的全程监控,必须选用合适的传感器对反应釜内的压力和温度进行实时监测,传感器采用4~20mA电流信号作为传输介质,将模拟量信号传输到数据采集模块中。
2、数据采集层
数据采集模块接收传感器传送过来的模拟量信号,采集模块通过网络RJ45接口,借助于TCP-IP通信协议或者工业以太网Modbus-TCP协议实现模拟量数据信号的网络传输,从而构建基于分布式工业以太网的网络架构,实现全局域网内的数据传输。
3、PC终端
PC终端通过专用的组态软件实现对众多设备的参数变量的实时显示,并提供友好的人机交互界面,完成数据的查询、存储和报表统计等管理功能。
4、驱动机构层
在检测过程中相关的参数出现异常时,相应的控制指令会从PC终端发出,在驱动机构层将相关的指令进行执行或放大,实现最终的报警或联动控制。
5、动作执行层
动作执行层主要由通氯阀和压力阀构成,通氯阀的开度可以调节反应釜内的温度,压力阀的开度可以调节反应釜内的压力,它们通过接收来自PC终端发出的控制指令,经过驱动放大转变为阀门调节的开度大小,从而实现对化工生产工艺流程的自动控制。
六、系统功能设计
基于以太网的综合自动化系统是面向化工厂的生产运行设备而开发设计的,因此系统的主要功能是实现对生产设备及其他相关设备的运行状态参数的实时监测和自动控制。
具体来说,本自动监控系统的功能主要包含以下几个方面。
1、在线监测
通过布置合适的压力变送器和温度变送器,能够对生产过程中的各种生产实际参数进行采集,通过对采集的数据进行分析实现监测控制,将监测到的数据利用以太网将其发送至上位机监控系统,这样就能实现生产数据的时时检测和控制。
2、数据查询
依靠上位机软件的功能开发,一方面实现了对在线监测数据的实时观察;同时,利用曲线图表反映设备运行状态的走势,轻松实现对数据的查询与访问,提高了数据的客观性与真实性;并对相关设备的性能状态参数作出合理的预估,提高对设备运行状态和性能的合理判断。
另一方面,系统可自动对数据进行数据库存储操作,历史数据均保存在软件系统的数据库中,在对某些设备进行检修时,可以按照日期进行历史数据的查询。
3、生成报表与统计分析
上位机软件能够实现对数据的报表统计与分析,可以按照用户的需求自动生成Word或者Excel报表文件,从而为用户提供相关决策的数据支撑。
七、结束语
随着当前科学技术的不断发展,以太网在工业自动化控制方面的作用显得更加的重要,以工业控制网络与数据信息网络的无缝整合的优点被广泛的使用。
虽然以太网在工业控制方面取得了很大的进步,但是在数据库控制方面还有待加强,需要我们进一步改进,促进工业以太网更好的发展。
参考文献
[1]马丁.西门子PLC应用程序设计.[M]北京:电子工业出版社,2008
[2]王旸.基于几种工业以太网通讯协议的应用及分析[J].工业技术,2011。