基于网际组态软件WebAccess的PLC综合远程控制系统研究
|
摘要
计算机网络技术引入控制系统,带来了控制系统的一系列变革。尤其是现场总线技术、组态软件技术、信息交互技术(如OPC)、Web等技术的融合,网络安全技术、实时数据库等不断融入自动化系统,使得传统的控制系统向着智能化、集散化、网络化、开放性的方向发展。网络技术的飞速发展,为实现远程监控系统提供了一个新的思路,采用Internet技术,构建工业远程监控网络已成为监控系统的发展趋势。本课题正是基于这种发展趋势,设计了基于网际组态软件WebAccess的异构系统的远程网络监控,实现不同控制网络的集成、信息交互和远程控制。
本文首先进行系统总体设计,结合底层系统控制功能和系统总体网络监控的要求,以分布式控制、分层式网络结构、集中管理、远程监控的设计思想为指导,分析并确定了使用新型的网际组态软件WebAccess实现两个异构系统集成监控方案,对整个系统自下而上进行分层设计。完成了虚实结合的三菱控制系统和西门子物流控制系统的软硬件设计,进行了RS485和Profibus现场总线的通信设计和组态,分别实现了以MCGS和WinCC组态软件构成的中间监控层的设计,最后对两个不同控制网络和监控系统通过WebAccess进行集成,并采用OPC方式实现WebAccess与MCGS、WinCC不同组态软件间的数据交互。完成了基于远程监控层WebAccess的监控节点和工程节点的设计,实现了良好的网络管理的功能、无限客户端的远程操作、远程维护,给用户提供了100%的IE平台。
对整个系统进行的综合调试显示,该系统集成方案合理、正确,能够实现数据信息的双向远程交互,结果满足系统设计要求,具有一定的新颖性和实用性。
Network has caused a series of changes as it was used in control system,especially the participation of FCS, Configuration, information exchanges OPC),Web and so on.With the wide application of the network technology and Internet,and the fast Development of FCS and the mature net technologies are adopted into automation,such as:Ethernet,OPC, ActiveX, Web and network security ,real-time database,the traditional control system is becoming more open,intelligent,networking and distributing.The fast development of Web technology provides the remote control a new way,and it is a popular trend to design an industrial remote supervising and control network.The subject we did just following these trends of the time, designed heterogeneous system remote network control based on net configuration software WebAccess, realized integration,and information exchanged of different control netwok and monitor control.
Firstly,we went to the totally design of system, according to the control function of bottom system and the demand of system totally network control, considered distributed control, layering network, concentrated management, remote control as the designing mind, analyzed and defined that used new net configuration software WebAccess software to realize two heterogeneous systems integration control case. Then , made a layering analysis to the system from top to bottom. Completed the hardware and software design of Mitsubishi control system of combination with real and virtual object and Siemens material handling control system. Then finished the communication and configuration of RS485 and Profibus field-bus,and built the middle control layer considered CGS and WinCC as main part. At last integrated two different control net and control system by WebAccess,and realized the information exchanged among WebAccess and MCGS , Wincc by OPC. Finished the design of project node and SCADA node ,realized good net management function ,monitor operation and maintain with unlimited clients and provided full terrace of IE to users.
The debug results to the whole system indicated that the results met the demands of system and the plan of system design is reasonable ,original and practicable ,and can realize two direction exchange of data information.
本文首先进行系统总体设计,结合底层系统控制功能和系统总体网络监控的要求,以分布式控制、分层式网络结构、集中管理、远程监控的设计思想为指导,分析并确定了使用新型的网际组态软件WebAccess实现两个异构系统集成监控方案,对整个系统自下而上进行分层设计。完成了虚实结合的三菱控制系统和西门子物流控制系统的软硬件设计,进行了RS485和Profibus现场总线的通信设计和组态,分别实现了以MCGS和WinCC组态软件构成的中间监控层的设计,最后对两个不同控制网络和监控系统通过WebAccess进行集成,并采用OPC方式实现WebAccess与MCGS、WinCC不同组态软件间的数据交互。完成了基于远程监控层WebAccess的监控节点和工程节点的设计,实现了良好的网络管理的功能、无限客户端的远程操作、远程维护,给用户提供了100%的IE平台。
对整个系统进行的综合调试显示,该系统集成方案合理、正确,能够实现数据信息的双向远程交互,结果满足系统设计要求,具有一定的新颖性和实用性。
Network has caused a series of changes as it was used in control system,especially the participation of FCS, Configuration, information exchanges OPC),Web and so on.With the wide application of the network technology and Internet,and the fast Development of FCS and the mature net technologies are adopted into automation,such as:Ethernet,OPC, ActiveX, Web and network security ,real-time database,the traditional control system is becoming more open,intelligent,networking and distributing.The fast development of Web technology provides the remote control a new way,and it is a popular trend to design an industrial remote supervising and control network.The subject we did just following these trends of the time, designed heterogeneous system remote network control based on net configuration software WebAccess, realized integration,and information exchanged of different control netwok and monitor control.
Firstly,we went to the totally design of system, according to the control function of bottom system and the demand of system totally network control, considered distributed control, layering network, concentrated management, remote control as the designing mind, analyzed and defined that used new net configuration software WebAccess software to realize two heterogeneous systems integration control case. Then , made a layering analysis to the system from top to bottom. Completed the hardware and software design of Mitsubishi control system of combination with real and virtual object and Siemens material handling control system. Then finished the communication and configuration of RS485 and Profibus field-bus,and built the middle control layer considered CGS and WinCC as main part. At last integrated two different control net and control system by WebAccess,and realized the information exchanged among WebAccess and MCGS , Wincc by OPC. Finished the design of project node and SCADA node ,realized good net management function ,monitor operation and maintain with unlimited clients and provided full terrace of IE to users.
The debug results to the whole system indicated that the results met the demands of system and the plan of system design is reasonable ,original and practicable ,and can realize two direction exchange of data information.
引文
[1]何小阳.计算机监控原理及技术[M].重庆:重庆大学出版社,2002,1
[2]贾东耀,汪仁煌.工业控制网络结构的发展趋势[J].工业仪表与自动化装置,2002(5):12-16
[3]郑文波等.控制网络技术[M].北京:清华大学出版社,2001年
[4]任永华.工业控制的以太网通信系统研究及实现[D].浙江大学,2002,1
[5]胡锦.工业以太网与网络控制器[D].浙江大学,2004,2
[6]贾东耀,汪仁煌.工业控制网络结构的发展趋势[J].工业仪表与自动化装置,2002(5):12-16
[7]Mo-Yuen Chow,Yodyium Tipsuwan.Network-Based Control Systems:A Tutorial[J],IECON of 2001:1593-1602
[8]李炳宇,萧蕴诗.以太网在网络控制系统中的应用与发展趋势[J].微型机与应用,2002(11):35-38
[9]Lee K.B.Schneeman R.D.Internet-based distributed measurement and control applications[J].IEEE Instrumentation & Measurement Magazine,1999.2(2):23-27
[10]冯冬芹,黄文君等编著.工业通信网络与系统集成[M],科学出版社,2005,1
[11]Andrew S.Tanenbaum,Maarten van Steen著.杨剑峰等译.分布式系统原理与范型[M].北京:清华大学出版社,2004
[12]缪学勤.论六种实时以太网的通信协议[J].自动化仪表,2005,26(4):1-6
[13]陶波等.基于嵌入式Internet的工业控制[J].测控技术,2001,(8):5-7
[14]黄琦伟.分布式系统在工业远程监控中的研究与实现[J].计算机应用与软件,2004,21(7):71
[15]张守祥,曹景安,张秀萍.基于现场总线的组态技术的研究与应用[J].煤矿开采,2004,9(2):4-7
[16]林伟.浅谈组态软件发展趋势[J].自动化博览,2003,1:45-47
[17]钟伟红,关宏伟.工控组态软件的现状与发展[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2006,5(4):94-96
[18]网际组态:让您运筹帷幄,决胜于千里之外[J].工业控制计算机,2003,16(11):63-64
[19]张守祥,曹景安,张秀萍.组态软件的功能分析及其在综放工作面中的应用[J].煤矿开采,2004,9(2):4-7
[20]WebAccess用户手册[Z].研华(中国)有限公司,2003
[21]WebAccess功能概述[Z].研华(中国)有限公司,2007
[22]http://www.advantech.com.cn/webaccess/index.asp
[23]郑萍.现代电气控制技术[M].重庆:重庆大学出版社,2001
[24]廖常初.可编程控制器应用技术[M].重庆:重庆大学出版社,2001
[25]求是科技.PLC应用开发技术与工程与实践[M].北京:人民邮电出版社,2005
[26]陆述田.计算机技术与PLC控制在机电实训装置中的应用[J].微计算机信息,2006,22(7-1):60-61
[27]MCGS用户指南[Z].北京:北京昆仑通态自动化软件科技有限公司,2003
[28]潘世永,郑萍等.PLC远程仿真控制系统研究[J].中国远程教育,2005,11:71-73
[29]牛皖闽等.基于WebAccess自动控制系统研究与实现[J].控制系统,2007,4:67-68
[30]刘继修.用个人计算机实现与三菱FX2PLC网络的联网通信[J].应用工程与技术,2004,11:46-47
[31]中文FX编程手册[Z].三菱公司,2001
[32]FX Communication User's Manual[Z].三菱公司,2001
[33]fr_s500详细篇中文版[Z].三菱公司,2001
[34]王建国,房震宇,于庆彬.PROFIBUS-DP规范及其系统浅析[J].贵州水力发电,2006,12:56
[35]崔坚等.西门子工业网络通信指南[M].北京:机械工业出版社,2005.1
[36]现场总线(PROFIBUS)专业委员会(CPO)秘书处.PROFIBUS Internationah PROFIBUS 技术培训[M].现场总线(PROFIBUS)专业委员会(CPO)秘书处.1997.
[37]王常力.集散型控制系统的设计与应用[J].电子技术应用,1994:1-7
[38]腾福生.微机监控技术[J].计算机应用,1993(1):1-3
[39]郭秀英.基于DDE技术的数据实时传输研究[J].电大理工,2006.8第三期
[40]SIEMENS CP 5611 A2 User's Manual[Z].西门子(中国)自动化与驱动集团,2002
[41]张运刚等.从入门到精通-西门子S7-200PLC技术与应用[M].北京:人民邮电出版社, 2007.6
[42]Panasonic变频器VF0使用手册[Z].上海松下电工自动化控制有限公司,2003
[43]苏昆哲.深入浅出西门子WINCC V6[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.5
[44]易江义,周彩霞.工控组态软件的发展与开发设计[J].湖南工业高等专科学校学报,2003,13(1):33-35
[45]邹益仁,马增良,蒲维.现场总线控制系统的设计和开发[M].北京:国防工业出版社,2003:66-73
[46]http://www.opc-china.com
[2]贾东耀,汪仁煌.工业控制网络结构的发展趋势[J].工业仪表与自动化装置,2002(5):12-16
[3]郑文波等.控制网络技术[M].北京:清华大学出版社,2001年
[4]任永华.工业控制的以太网通信系统研究及实现[D].浙江大学,2002,1
[5]胡锦.工业以太网与网络控制器[D].浙江大学,2004,2
[6]贾东耀,汪仁煌.工业控制网络结构的发展趋势[J].工业仪表与自动化装置,2002(5):12-16
[7]Mo-Yuen Chow,Yodyium Tipsuwan.Network-Based Control Systems:A Tutorial[J],IECON of 2001:1593-1602
[8]李炳宇,萧蕴诗.以太网在网络控制系统中的应用与发展趋势[J].微型机与应用,2002(11):35-38
[9]Lee K.B.Schneeman R.D.Internet-based distributed measurement and control applications[J].IEEE Instrumentation & Measurement Magazine,1999.2(2):23-27
[10]冯冬芹,黄文君等编著.工业通信网络与系统集成[M],科学出版社,2005,1
[11]Andrew S.Tanenbaum,Maarten van Steen著.杨剑峰等译.分布式系统原理与范型[M].北京:清华大学出版社,2004
[12]缪学勤.论六种实时以太网的通信协议[J].自动化仪表,2005,26(4):1-6
[13]陶波等.基于嵌入式Internet的工业控制[J].测控技术,2001,(8):5-7
[14]黄琦伟.分布式系统在工业远程监控中的研究与实现[J].计算机应用与软件,2004,21(7):71
[15]张守祥,曹景安,张秀萍.基于现场总线的组态技术的研究与应用[J].煤矿开采,2004,9(2):4-7
[16]林伟.浅谈组态软件发展趋势[J].自动化博览,2003,1:45-47
[17]钟伟红,关宏伟.工控组态软件的现状与发展[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2006,5(4):94-96
[18]网际组态:让您运筹帷幄,决胜于千里之外[J].工业控制计算机,2003,16(11):63-64
[19]张守祥,曹景安,张秀萍.组态软件的功能分析及其在综放工作面中的应用[J].煤矿开采,2004,9(2):4-7
[20]WebAccess用户手册[Z].研华(中国)有限公司,2003
[21]WebAccess功能概述[Z].研华(中国)有限公司,2007
[22]http://www.advantech.com.cn/webaccess/index.asp
[23]郑萍.现代电气控制技术[M].重庆:重庆大学出版社,2001
[24]廖常初.可编程控制器应用技术[M].重庆:重庆大学出版社,2001
[25]求是科技.PLC应用开发技术与工程与实践[M].北京:人民邮电出版社,2005
[26]陆述田.计算机技术与PLC控制在机电实训装置中的应用[J].微计算机信息,2006,22(7-1):60-61
[27]MCGS用户指南[Z].北京:北京昆仑通态自动化软件科技有限公司,2003
[28]潘世永,郑萍等.PLC远程仿真控制系统研究[J].中国远程教育,2005,11:71-73
[29]牛皖闽等.基于WebAccess自动控制系统研究与实现[J].控制系统,2007,4:67-68
[30]刘继修.用个人计算机实现与三菱FX2PLC网络的联网通信[J].应用工程与技术,2004,11:46-47
[31]中文FX编程手册[Z].三菱公司,2001
[32]FX Communication User's Manual[Z].三菱公司,2001
[33]fr_s500详细篇中文版[Z].三菱公司,2001
[34]王建国,房震宇,于庆彬.PROFIBUS-DP规范及其系统浅析[J].贵州水力发电,2006,12:56
[35]崔坚等.西门子工业网络通信指南[M].北京:机械工业出版社,2005.1
[36]现场总线(PROFIBUS)专业委员会(CPO)秘书处.PROFIBUS Internationah PROFIBUS 技术培训[M].现场总线(PROFIBUS)专业委员会(CPO)秘书处.1997.
[37]王常力.集散型控制系统的设计与应用[J].电子技术应用,1994:1-7
[38]腾福生.微机监控技术[J].计算机应用,1993(1):1-3
[39]郭秀英.基于DDE技术的数据实时传输研究[J].电大理工,2006.8第三期
[40]SIEMENS CP 5611 A2 User's Manual[Z].西门子(中国)自动化与驱动集团,2002
[41]张运刚等.从入门到精通-西门子S7-200PLC技术与应用[M].北京:人民邮电出版社, 2007.6
[42]Panasonic变频器VF0使用手册[Z].上海松下电工自动化控制有限公司,2003
[43]苏昆哲.深入浅出西门子WINCC V6[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.5
[44]易江义,周彩霞.工控组态软件的发展与开发设计[J].湖南工业高等专科学校学报,2003,13(1):33-35
[45]邹益仁,马增良,蒲维.现场总线控制系统的设计和开发[M].北京:国防工业出版社,2003:66-73
[46]http://www.opc-china.com