基于CC-Link现场总线的织机网络监控系统的研究与开发
摘要
随着过程控制技术、自动化仪表技术和计算机网络技术的发展，工业控制领域发生了一次次的变革，最新的一次变革的基础就是现场总线技术的产生。现场总线技术迅速发展并得到广泛的实际应用。本文作者根据目前中小型纺织厂的现状，利用现场总线技术、串行通信技术和高级语言编程技术对现有的纺织企业进行改造，设计出基于现场总线的PLC网络监控系统。利用该系统可以对全部织机的运行状态进行实时监控，也可以实现单独监控及织机的远程启动、停止等，并对织机的历史状态进行全面的记录，为工厂管理带来极大方便。主要工作包括一下几个方面：
1．分析了现场总线技术的发展趋势、现场总线技术同以往控制技术比较的优点，已经取得的成果。以及PLC在现代控制系统中的地位，应用、PLC同现场总线之间的联系等。
2．设计了基于现场总线的PLC网络监控系统的整个系统框架以及其改进方法，提出针对纺织厂的解决方案。
3．现场总线的PLC网络监控系统的硬件实现，主要包括，底层单机控制系统、通信系统、数据采集的实现方法、以及同上位机的链接。给出延长RS-232通讯距离的方法。论述了系统扩展方法，和用单片机对底层扩展的方法。
4．用高级语言编程技术设计了上位机监控界面，包括数据传输采集、存储、查看、远程控制等，完成了基本框架。
5．对监控系统进行了实际测试。
With the development of the process control technology, automation instrument technology and computer network technology, there is so many transforms happened in the industry control field. And the recent transform is the coming into being of Field Bus. The Field Bus technology develops so rapidly and has been applied very widely. This paper mainly use the CC-Link Field Bus technology, the serial communication technology and the VB language to reconstruct the common weave enterprise <> We have designed the network supervise system which based on the PLC and CC-Link Field Bus. With the system, you can Real-time supervise the running state of all the spin machines, and you can choose to all-mode or single-mode supervise, give the spin machine run or stop commando All the pertinent data will be write down by the system. The management of the enterprise will become so easy. This paper mainly includes as follows:
1. Analyze the development trend of the Field Bus technology, the advantage of the Field Bus compared with the other technology,, Also discoursing the status of PLC in the modem industry and the relationship of PLC and the Field Bus.
2.Design the network supervise system based on CC-Link Field Bus, and apply it to textile mails.
3.Design the hardware realization of the supervise system, it includes: Under layer single control system, the communication system, the data collection system and the link to PC. Given the method to extend the transmission distance and expend the system with SCM.
4.Making out the supervise interface with high level programming language0 it include data collection and transfer, storages, examine, Long-distance control.
5. Test the supervise system practically
1．分析了现场总线技术的发展趋势、现场总线技术同以往控制技术比较的优点，已经取得的成果。以及PLC在现代控制系统中的地位，应用、PLC同现场总线之间的联系等。
2．设计了基于现场总线的PLC网络监控系统的整个系统框架以及其改进方法，提出针对纺织厂的解决方案。
3．现场总线的PLC网络监控系统的硬件实现，主要包括，底层单机控制系统、通信系统、数据采集的实现方法、以及同上位机的链接。给出延长RS-232通讯距离的方法。论述了系统扩展方法，和用单片机对底层扩展的方法。
4．用高级语言编程技术设计了上位机监控界面，包括数据传输采集、存储、查看、远程控制等，完成了基本框架。
5．对监控系统进行了实际测试。
With the development of the process control technology, automation instrument technology and computer network technology, there is so many transforms happened in the industry control field. And the recent transform is the coming into being of Field Bus. The Field Bus technology develops so rapidly and has been applied very widely. This paper mainly use the CC-Link Field Bus technology, the serial communication technology and the VB language to reconstruct the common weave enterprise <> We have designed the network supervise system which based on the PLC and CC-Link Field Bus. With the system, you can Real-time supervise the running state of all the spin machines, and you can choose to all-mode or single-mode supervise, give the spin machine run or stop commando All the pertinent data will be write down by the system. The management of the enterprise will become so easy. This paper mainly includes as follows:
1. Analyze the development trend of the Field Bus technology, the advantage of the Field Bus compared with the other technology,, Also discoursing the status of PLC in the modem industry and the relationship of PLC and the Field Bus.
2.Design the network supervise system based on CC-Link Field Bus, and apply it to textile mails.
3.Design the hardware realization of the supervise system, it includes: Under layer single control system, the communication system, the data collection system and the link to PC. Given the method to extend the transmission distance and expend the system with SCM.
4.Making out the supervise interface with high level programming language0 it include data collection and transfer, storages, examine, Long-distance control.
5. Test the supervise system practically
引文
[1] 王锦标，现场总线和现场总线控制系统，化工自动化及仪表．1997，
[2] EC,IEC61158-3,4,5,6 Specification FDIS.1999
[3] 顾伟俊，浙江大学硕士毕业论文，基于HART协议的智能变送模块和系列变送器的研究，1998
[4] 王岩，张福恩，现场总线技术的现状与发展，电子器件，2001，24(1)，79-86
[5] 范铠，现场总线的发展趋势，自动化仪表，2000 Vol．21 No．2 P．1-4
[6] 孙国林、梁怀喜，从INTERKAMA'99看现场总线，自动化仪表，2000，Vol．21 No．1，P．5-7
[7] 阳宪惠，现场总线技术及其应用．北京：清华大学出版社，1999
[8] 斯可克，关于现场总线的几个问题和系统实践，微计算机信息．-97，13(4)．-7-10
[9] 斯可克，现场总线技术，自动化仪表．-97，18(4)．-4-7
[10] Michael Ziesemer, Foreword.INTERKAMA' 99Catalogue:6～7
[11] 现场总线新动向，化工自动化及仪表，2000，Vol．27，No．4，P．58
[12] 庄建国、熊菊秀、施一明、金建祥，基金会现场总线高级功能块，冶金自动化，2000，Vol．24 No．2，P．45-48
[13] 王锦标，基金会现场总线H1的网络拓扑结构和安装布线，冶金自动化，2000，Vol．24，No．1，P．49-51
[14] 王岩、张福恩，现场总线技术的现状与发展，哈尔滨工业大学
[15] Foundation Fieldbus Specification-Function Block Application Process.Partl,Part2,Part3,Revl.4. June 1999
[16] SIMATIC NET工业通讯网络，SIEMENS，2000．8
[17] PROFIBUS&AS-Interface现场总线部件，SIEMENS，2000．8
[18] 开放式现场总线CC-Link，三菱电机，2000．
[19] 郑锡荣：TIMA'99织机概述，纺织机械，1999．8
[20] 曹光租，PLC及其应用的探讨，世界仪表与自动化，2001，5(3)．-23-26，39
[21] 朱生杰，可碥程序控制器应用技巧与发展前景，金川科技．2001，(2)．-38-42
[22] 邱公伟：可编程控制器网络通信及应用，清华大学出版社，2000．3
[23] 宗宇剑 韩立树，PLC及其网络在小方坯连铸机自动控制中的应用，微计算机信息，2001，(8)．-3-4
[24] 郭泰宇，PLC控制软件按分层化结构设计，电气传动自动化．2001，24(3)．-54-56
[25] 殷继红，可编程序控制器(PLC)控制系统可靠性分析与研究，工程设计与应用研究．2001，(1)．-14-18
[26] 梅丽凤、王艳秋、张艳冬：织机计算机实时监测系统，自动化与仪表，1997．4．14
[27] 魏庆福等，STD总线工业控制机的设计与应用，科学出版社，1991．6
[28] 郑崇苏，王劭伯，RS-485通信的模块化结构数字显示屏的设计，福州大学学报(自然科学版)，1999年，第27卷，第4期，Vol．27，No．4
[29] 郭谋发、王劭伯，RS-485网络的设计及其在工业监控系统中的应用，福州大学学报，1999年第27卷，第1期
[30] 孙小华：基于BITBUS的络筒机控制系统设计，浙江大学硕士论文，1998．1
[31] MISUBISHI：计算机链接/多站链接模块用户手册，1995，12
[32] MISUBISHI：MELSEC-A用户手册(控制和通讯链路系统主—本地模块)，1997．8
[33] 何立民．MCS-51系列单片机应用系统设计—系统配置与接口技术[M]。北京：北京航空航天大学出版社，1992
[34] 马忠梅．单片机C语言应用程序设计．第一版．北京：北京航空航天出社，1997．106～128
[35] MISUBISHI：MELSEC-A编程手册(公用指令篇)，1993．9
[36] MISUBISHI：MELSEC-A编程手册(基础篇)，1993，9
[37] MISUBISHI：A1SJH/A1SH/A2SHCPU(S1)型用户手册，1998．4
[38] 李晔、刘建红等，用VB6.0实现与三菱A2A (S) 系列PLC进行串行通讯的方法，电气传动自动化．2001，24(3)．-43-44
[39] 杨天玉：用VB实现微机与三菱A系列PLC之间的串行通信，电气自动化，2000年第三期，48—49
[40] 刘天键 王邵伯，PC与PLC串行通信程序设计，工业控制计算机．2001，14(3)．-32-34，60
[41] 吴俊杰，用Visual Basic编写PLC串行通讯程序，国电梯．2001，12(8)．-51-53
[42] 用自制RS485/RS232转换果实现PC机和单片机之间的串行通信，卜广炎，电子元器件应用：2000年6月，第三卷，第6期
[43] IEC Data Link Services Specification IEC 61158-4/ED. 2,1999
[44] 徐沪萍，在Windows下上位机与PLC串行通信的设计与实现，交通与计算机．2001，19(2)．-50-53
[45] 郑萍、潘世永，一种高性价比的PLC与上位机的通信实现，电子技术应用．2001，27(4)．-61-62
[46] 陈祥光、薛锦诚，远程通信技术在计算机监控系统中的应用，微型机与应用，2000，Vol．19No．4，P．42-4
[47] 黄文君，浙江大学硕士毕业论文，集散控制 系统现场控制站的研究应用，1998
[48] 刘家亮 钟庆等，“软件PLC”的设计与实现研究，电子机械工程．2001，(2)．-37-40
[49] 史兢 潘立刚，现场控制网络与信息网络的互联及管理，仪表技术与传感器，2001，(4)．-25-27
[50] 王宏放，钱玉恒，马德骥，用VB实现计算机通讯中的CRC算法，自动化技术与应用，2000 Vol．19 No．4 P．40-42
[51] (美)Fbrancesco．Balean 著，翔实翻译组 译，Visual Bisic6编程技术大全，机械工业出版社，2000．1
[52] 张宏林等，Visual Basic6.0开发数据库，人民邮电出版社，1999．9
[53] 方为，三菱现场总线CC-Link在智能小区远程抄表和管理系统中的应用，自动化仪表，2001 Vol．22 No．8 P．42-43
[54] 郭谋发，王劭伯．Windows环境下工业控制系统上位机人机界面设计．福州大学学报(自然科学版)，1998，26(2)：57～60
[55] 顾燕、刘大奎等，基于现场总线的分布式闸门监控系统，水利水文自动化，2001，(2)．-16-19
[56] Werner.R.Kriesel,Otto.W.Madelung.AS.Interface.The Actuator. Sensor. Interface for Automation. 2nd Revised and expanded
[57] Jane S. Gerold. OI Software Opens a Window To the World Wide Web. Control Engineering, Feb 1998.
[58] AEG Schneider Automation Inc., Modicum IBM host based devices user's guide, Apr. 1996
[59] edition. [sl]:Carl Hanser Verlag Muenchen Wien, 1999. 11～33
[60] Dick Cato, ARC Advisory Group. Ethernet's show march on industrial automation. INTERKAMA DAILY, Oct, 19, 1999
[61] Ashok K.Gupta, Benefits of various fieldbuses. The industrial networking show & conference. Field Comms, USA, 1997
[2] EC,IEC61158-3,4,5,6 Specification FDIS.1999
[3] 顾伟俊，浙江大学硕士毕业论文，基于HART协议的智能变送模块和系列变送器的研究，1998
[4] 王岩，张福恩，现场总线技术的现状与发展，电子器件，2001，24(1)，79-86
[5] 范铠，现场总线的发展趋势，自动化仪表，2000 Vol．21 No．2 P．1-4
[6] 孙国林、梁怀喜，从INTERKAMA'99看现场总线，自动化仪表，2000，Vol．21 No．1，P．5-7
[7] 阳宪惠，现场总线技术及其应用．北京：清华大学出版社，1999
[8] 斯可克，关于现场总线的几个问题和系统实践，微计算机信息．-97，13(4)．-7-10
[9] 斯可克，现场总线技术，自动化仪表．-97，18(4)．-4-7
[10] Michael Ziesemer, Foreword.INTERKAMA' 99Catalogue:6～7
[11] 现场总线新动向，化工自动化及仪表，2000，Vol．27，No．4，P．58
[12] 庄建国、熊菊秀、施一明、金建祥，基金会现场总线高级功能块，冶金自动化，2000，Vol．24 No．2，P．45-48
[13] 王锦标，基金会现场总线H1的网络拓扑结构和安装布线，冶金自动化，2000，Vol．24，No．1，P．49-51
[14] 王岩、张福恩，现场总线技术的现状与发展，哈尔滨工业大学
[15] Foundation Fieldbus Specification-Function Block Application Process.Partl,Part2,Part3,Revl.4. June 1999
[16] SIMATIC NET工业通讯网络，SIEMENS，2000．8
[17] PROFIBUS&AS-Interface现场总线部件，SIEMENS，2000．8
[18] 开放式现场总线CC-Link，三菱电机，2000．
[19] 郑锡荣：TIMA'99织机概述，纺织机械，1999．8
[20] 曹光租，PLC及其应用的探讨，世界仪表与自动化，2001，5(3)．-23-26，39
[21] 朱生杰，可碥程序控制器应用技巧与发展前景，金川科技．2001，(2)．-38-42
[22] 邱公伟：可编程控制器网络通信及应用，清华大学出版社，2000．3
[23] 宗宇剑 韩立树，PLC及其网络在小方坯连铸机自动控制中的应用，微计算机信息，2001，(8)．-3-4
[24] 郭泰宇，PLC控制软件按分层化结构设计，电气传动自动化．2001，24(3)．-54-56
[25] 殷继红，可编程序控制器(PLC)控制系统可靠性分析与研究，工程设计与应用研究．2001，(1)．-14-18
[26] 梅丽凤、王艳秋、张艳冬：织机计算机实时监测系统，自动化与仪表，1997．4．14
[27] 魏庆福等，STD总线工业控制机的设计与应用，科学出版社，1991．6
[28] 郑崇苏，王劭伯，RS-485通信的模块化结构数字显示屏的设计，福州大学学报(自然科学版)，1999年，第27卷，第4期，Vol．27，No．4
[29] 郭谋发、王劭伯，RS-485网络的设计及其在工业监控系统中的应用，福州大学学报，1999年第27卷，第1期
[30] 孙小华：基于BITBUS的络筒机控制系统设计，浙江大学硕士论文，1998．1
[31] MISUBISHI：计算机链接/多站链接模块用户手册，1995，12
[32] MISUBISHI：MELSEC-A用户手册(控制和通讯链路系统主—本地模块)，1997．8
[33] 何立民．MCS-51系列单片机应用系统设计—系统配置与接口技术[M]。北京：北京航空航天大学出版社，1992
[34] 马忠梅．单片机C语言应用程序设计．第一版．北京：北京航空航天出社，1997．106～128
[35] MISUBISHI：MELSEC-A编程手册(公用指令篇)，1993．9
[36] MISUBISHI：MELSEC-A编程手册(基础篇)，1993，9
[37] MISUBISHI：A1SJH/A1SH/A2SHCPU(S1)型用户手册，1998．4
[38] 李晔、刘建红等，用VB6.0实现与三菱A2A (S) 系列PLC进行串行通讯的方法，电气传动自动化．2001，24(3)．-43-44
[39] 杨天玉：用VB实现微机与三菱A系列PLC之间的串行通信，电气自动化，2000年第三期，48—49
[40] 刘天键 王邵伯，PC与PLC串行通信程序设计，工业控制计算机．2001，14(3)．-32-34，60
[41] 吴俊杰，用Visual Basic编写PLC串行通讯程序，国电梯．2001，12(8)．-51-53
[42] 用自制RS485/RS232转换果实现PC机和单片机之间的串行通信，卜广炎，电子元器件应用：2000年6月，第三卷，第6期
[43] IEC Data Link Services Specification IEC 61158-4/ED. 2,1999
[44] 徐沪萍，在Windows下上位机与PLC串行通信的设计与实现，交通与计算机．2001，19(2)．-50-53
[45] 郑萍、潘世永，一种高性价比的PLC与上位机的通信实现，电子技术应用．2001，27(4)．-61-62
[46] 陈祥光、薛锦诚，远程通信技术在计算机监控系统中的应用，微型机与应用，2000，Vol．19No．4，P．42-4
[47] 黄文君，浙江大学硕士毕业论文，集散控制 系统现场控制站的研究应用，1998
[48] 刘家亮 钟庆等，“软件PLC”的设计与实现研究，电子机械工程．2001，(2)．-37-40
[49] 史兢 潘立刚，现场控制网络与信息网络的互联及管理，仪表技术与传感器，2001，(4)．-25-27
[50] 王宏放，钱玉恒，马德骥，用VB实现计算机通讯中的CRC算法，自动化技术与应用，2000 Vol．19 No．4 P．40-42
[51] (美)Fbrancesco．Balean 著，翔实翻译组 译，Visual Bisic6编程技术大全，机械工业出版社，2000．1
[52] 张宏林等，Visual Basic6.0开发数据库，人民邮电出版社，1999．9
[53] 方为，三菱现场总线CC-Link在智能小区远程抄表和管理系统中的应用，自动化仪表，2001 Vol．22 No．8 P．42-43
[54] 郭谋发，王劭伯．Windows环境下工业控制系统上位机人机界面设计．福州大学学报(自然科学版)，1998，26(2)：57～60
[55] 顾燕、刘大奎等，基于现场总线的分布式闸门监控系统，水利水文自动化，2001，(2)．-16-19
[56] Werner.R.Kriesel,Otto.W.Madelung.AS.Interface.The Actuator. Sensor. Interface for Automation. 2nd Revised and expanded
[57] Jane S. Gerold. OI Software Opens a Window To the World Wide Web. Control Engineering, Feb 1998.
[58] AEG Schneider Automation Inc., Modicum IBM host based devices user's guide, Apr. 1996
[59] edition. [sl]:Carl Hanser Verlag Muenchen Wien, 1999. 11～33
[60] Dick Cato, ARC Advisory Group. Ethernet's show march on industrial automation. INTERKAMA DAILY, Oct, 19, 1999
[61] Ashok K.Gupta, Benefits of various fieldbuses. The industrial networking show & conference. Field Comms, USA, 1997