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基于三菱产品的Web的SCADA系统设计与实施

2012-05-07 09:03
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  1、基于Web的SCADA的特性

  随着现代工厂信息自动化进程的加快,企业逐渐将管理、决策、市场信息和现场控制信息结合起来,实现ERP(EnterpriseResourcePlanning)、MES(ManufacturingExecutionsystem)、PCS(ProcessControlSystem)三层信息一体化的解决方案。同时,企业内部之间以及与外部交换信息的需求也在不断扩大,现代工业企业对生产的管理要求不断提高,这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制,同时还要求把现场信息和管理信息结合起来,建立一套全集成的、开放的、全厂综合自动化的信息平台,把企业的横向通信(同一层不同节点的通信)和纵向通信(上、下层之间的通信)紧密联系在一起,通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理,形成一个意义更广泛的综合管理系统。在PCS层中,只有具有Web功能的SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统,才能满足企业信息自动化信息平台的要求,它使采集和监控的数据得以开放,能被更多的管理系统、控制系统和使用者所访问。

  基于Web的SCADA系统与传统的SCADA系统相比,具有以下优点:

  可以远程访问,使用户虽远离现场,亦可了解现场情况;

  报警方式的多途径实现,不仅能在SCADA监控系统中显示,还可以通过传呼、E-mail甚至手机短信实现;

  一个用户可监控多个过程,多个用户可以监控同一过程,真正实现了数据的开放性及过程信号的透明化;

  仪器虚拟化,操作简单,不仅可以进行现场数据记录,更可以进行智能化分析;

  多种仪器、多种控制系统的协同工作,使全局自动诊断能力增强;

  既可在原有的PLC/DCS基础上安装,也可以独立安装,能够实现与原系统的无缝连接。

  1.1 开发需求与背景

  在塑料绝缘电线电缆生产过程中,有一极其关键的工序,即:塑胶工序,它是将绝缘PVC塑料挤制在导电线芯上,工艺要求其绝缘厚度必须在公差范围内,否则为废品。电线电缆生产厂家对此工艺特别重视,但废品率仍然较高,为节能降耗,为某电线电缆生产厂家采用菱电公司的PLCA2SHCPU、现场总线CC-LINK控制器A1SJ61BT11以及Ethernet控制器A1SJ71E71-B5-S3开发了一套基于Web的SCADA系统,效果较好,为企业实现“工厂信息自动化”奠定了坚实的基础。

  2、系统设计

  基于Web的SCADA系统的主要有以下几部分组成:数据库和WEB服务器、现场测控设备、监控设备、交换式以太网、浏览器等,其中交换式以太网是数据主通道。要真正实现基于Web的SCADA,不仅要考虑网络技术和控制技术的特点,还要考虑现代控制系统的新特性。比如数据传输的可靠性和准确性,数据通信的准确性是远程测控系统的首要要求,没有可靠的数据是不可能进行控制的。还有某些设备的实时性要求,必须保证其优先级,另外协议的简单化可实现少延迟,快速投递,网络数据库的连接和更新不仅是动态的、实时的,而且要有高的编程效率和很好的兼容性,TCP/IP协议和现场总线协议的兼容性,真正达到数据畅通无阻。

  在设计中,车间级Intranet主要有车间Web服务器(用于外部Ethernet连接以及与班组网络连接)、车间生产服务器(用于生产计划、调度、报表统计等)以及车间控制服务器(车间生产控制流程、生产工艺控制、设备实时监控等)组成,与外部连接采用光纤通信介质,车间内部包括各班组服务器A2SHCPU+A1SJ71E71-B5-S3在内的各服务器均采用10MEthernet连接。考虑到设备的实时控制要求,采用了CC-LINK现场总线用以实时控制各生产设备的运行。塑胶车间的基于Web的SCADA系统结构图见图1所示。

基于Web的SCADA系统结构图
  图1:基于Web的SCADA系统结构图

  2.1 A2SHPLC

  A2SHPLC由于增加了CC-Link的专用指令,且内置的性能诸如锂电池、后备RAM、用户存储器、实时时钟和一个灵活的通信口,使其能适应工业现场应用场合。

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