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摘要：針對(duì)甜菊糖提取生產(chǎn)工藝中存在的盲點(diǎn)、孤島問(wèn)題，將工業(yè)以太網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)運(yùn)用在自控系統(tǒng)中，對(duì)于分散單元的控制系統(tǒng)化模式提出合理改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：自控系統(tǒng)；甜菊糖提取；工業(yè)以太網(wǎng)；無(wú)線網(wǎng)

橋植提行業(yè)中提取的產(chǎn)品不同，其生產(chǎn)工藝就不同。以甜菊糖提取為例，其生產(chǎn)系統(tǒng)主要有7個(gè)工段［1］，各工段分布著溫度、壓力、液位、流量監(jiān)測(cè)和自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，泵閥聯(lián)鎖啟停控制以及水、電、汽、投料量計(jì)量等核算數(shù)據(jù)的采集匯總。根據(jù)生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備布局位置，將整個(gè)龐大系統(tǒng)分割成多個(gè)控制系統(tǒng)單元［2］。若數(shù)據(jù)總線不兼容就會(huì)造成控制單元工段盲點(diǎn)區(qū)和信息孤島區(qū)，使得不能實(shí)時(shí)掌控車間總體生產(chǎn)狀況，不利于生產(chǎn)總調(diào)度并及時(shí)做出決策判斷，尤其是計(jì)量體系配電室中電量計(jì)量數(shù)據(jù)采集控制中心距離遠(yuǎn)，會(huì)給有線數(shù)據(jù)傳輸帶來(lái)不便。可見(jiàn)多種因素制約著生產(chǎn)控制系統(tǒng)的多面覆蓋，操作控制具有局限性［3］。隨著工業(yè)以太網(wǎng)的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)以太網(wǎng)成為了現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)展的主要方向，用于管理層和車間控制器之間或者控制器與PC之間的通信。與此同時(shí)無(wú)線網(wǎng)橋數(shù)據(jù)傳輸方式可以在兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間搭起通信的橋梁并應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。這些都為解決工業(yè)控制中現(xiàn)場(chǎng)總線不能兼容、數(shù)據(jù)不能互訪等弊端提供了有力的技術(shù)保障。為此，筆者將工業(yè)以太網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)橋系統(tǒng)運(yùn)用在甜菊糖自控系統(tǒng)中，對(duì)于分散單元的控制系統(tǒng)化模式提出合理的改進(jìn)方法。

1控制系統(tǒng)硬件與軟件配置

1．1硬件配置

根據(jù)系統(tǒng)等級(jí)，甜菊糖生產(chǎn)線劃分為萃取絮凝控制系統(tǒng)、板框清洗過(guò)濾控制系統(tǒng)、濃縮精制控制系統(tǒng)和噴霧干燥控制系統(tǒng)4個(gè)單元，依次確定為1#SIMATICS7PLC、2#HAIWELLPLC、3#SI-MATICS7PLC、4#HAIWELLPLC。萃取絮凝控制系統(tǒng)1#SIMATICS7PLC采用CPU315-2PN/DP，由1個(gè)主站、4個(gè)ET200從站和1個(gè)Modbus-Profibus網(wǎng)關(guān)組成西門子Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)，1個(gè)DTL645電力網(wǎng)關(guān)獨(dú)立成網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車間生產(chǎn)系統(tǒng)各工藝參數(shù)的檢測(cè)和自動(dòng)調(diào)節(jié)，閥門、電機(jī)聯(lián)鎖控制，水、電、汽、投料量的采集記錄。濃縮精制控制系統(tǒng)3#SIMATICS7PLC與之相同。板框清洗過(guò)濾控制系統(tǒng)2#HAIWELLPLC采用國(guó)產(chǎn)HAIWELL系列PLC，具有Modbus-TCP以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸功能，噴霧干燥控制系統(tǒng)4#HAIWELLPLC與之相同。

1．2軟件配置

整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)有2臺(tái)PC數(shù)據(jù)控制終端固定位置操作，4臺(tái)平板電腦車間移動(dòng)操作，均配置SIMATICWinCC組態(tài)軟件，6臺(tái)電腦與各控制單元CPU配置同一網(wǎng)段的不同地址。利用各自的交換機(jī)通過(guò)主干網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，并通過(guò)下游的無(wú)線網(wǎng)橋，實(shí)現(xiàn)車間電力計(jì)量無(wú)線通信，平板電腦與PC數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)共享。此外控制系統(tǒng)形成以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障后，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，可提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。

2工業(yè)以太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)

工業(yè)以太網(wǎng)采用TCP/IP協(xié)議，通過(guò)以太網(wǎng)可將自動(dòng)化系統(tǒng)連接到企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)、外部互聯(lián)網(wǎng)和因特網(wǎng)。不需額外的硬件設(shè)備，就可實(shí)現(xiàn)管理網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)共享，即實(shí)現(xiàn)管控一體化。以太網(wǎng)靈活性好，現(xiàn)有設(shè)備可以不受影響地?cái)U(kuò)展。且可以用冗余的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可靠性高。SIMATIC工業(yè)以太網(wǎng)通信用于管理層和車間控制器之間或者控制器與PC之間的通信，在網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)采用以太網(wǎng)接口，所有的設(shè)備組成一個(gè)局域網(wǎng)，上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)、編程設(shè)備、PLC和觸摸屏都能很方便地互相訪問(wèn)，擴(kuò)展更多設(shè)備時(shí)只需要加一個(gè)交換機(jī)就能擴(kuò)展出多個(gè)接口，一般應(yīng)用于數(shù)據(jù)量較大、傳輸距離較遠(yuǎn)、傳輸速率快且環(huán)境惡劣和抗干擾要求較高的工業(yè)場(chǎng)合。

3控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在整體設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，主要包括進(jìn)口SIMATICS7PLC、國(guó)產(chǎn)HAIWELLPLC、DTL645電力網(wǎng)關(guān)、MG-DPSX型Modbus-DP網(wǎng)關(guān)、MS205T型交換機(jī)及LG540N型無(wú)線網(wǎng)橋等。在網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)采用以太網(wǎng)接口，所有的設(shè)備組成一個(gè)局域網(wǎng)，控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。利用以太網(wǎng)的冗余互聯(lián)特性，可以實(shí)現(xiàn)多方數(shù)據(jù)的互訪共享。每個(gè)組成單元都有各自的IP地址，高速無(wú)線網(wǎng)橋之間形成網(wǎng)絡(luò)互訪的結(jié)構(gòu)單元，組成控制系統(tǒng)的局域網(wǎng)模式［4］。同時(shí)還可以訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)訪問(wèn)建立的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)ERP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，便于整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)能源消耗、利潤(rùn)成本消耗的統(tǒng)計(jì)和匯總分析，以節(jié)省人工統(tǒng)計(jì)的勞動(dòng)成本。作為工業(yè)控制最底層的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集記錄單元，為更高層次的數(shù)據(jù)處理提供良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)保障。

4無(wú)線網(wǎng)橋與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)融合

4．1無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)

無(wú)線傳輸方式可實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間搭起通信橋梁的功能，電路型網(wǎng)橋無(wú)線傳輸機(jī)制采用PDH/SDH微波傳輸原理，接口協(xié)議采用橋接原理實(shí)現(xiàn)［5］，具有數(shù)據(jù)速率穩(wěn)定，傳輸時(shí)延小的特點(diǎn)，適用于多媒體需求的融合網(wǎng)絡(luò)解決方案。數(shù)據(jù)型網(wǎng)橋采用IP傳輸機(jī)制，接口協(xié)議采用橋接原理實(shí)現(xiàn)，具有組網(wǎng)靈活，成本低廉的特征，適合于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸和低等級(jí)監(jiān)控類圖像傳輸，廣泛應(yīng)用于各種基于純IP構(gòu)架的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

4．2車間平板電腦巡查

為方便車間生產(chǎn)崗位巡查人員操作，在此基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)了車間整個(gè)生產(chǎn)狀態(tài)的顯示操作面板，自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)置成不同權(quán)限的雙重控制，可靠性、安全性得到有效保障。考慮到車間布線的局限性和安全性，采用平板電腦顯示操作方式，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的無(wú)線傳輸。將無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)運(yùn)用在兩個(gè)分體車間數(shù)據(jù)共享互訪，4臺(tái)平板電腦每個(gè)分體車間各兩個(gè)。在無(wú)線網(wǎng)橋中，采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)形式傳輸，并調(diào)整好網(wǎng)橋發(fā)射角度。橋接兩端的無(wú)線AP車間可在無(wú)線網(wǎng)橋的范圍內(nèi)進(jìn)行手持平板電腦移動(dòng)操作，方便簡(jiǎn)潔。

4．3水、電、汽、投料量計(jì)量平臺(tái)

車間成本核算在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中分為兩類，一類為水、蒸汽、溶劑、投料量，另一類為電量。水、蒸汽、溶劑、投料量通過(guò)SIMATICPLCProfibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)采集［6］，由控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣?jīng)以太網(wǎng)傳入PC控制終端、經(jīng)無(wú)線網(wǎng)橋傳入平板電腦系統(tǒng)。總配電室有15塊DLT645電表，由于總配電室與整個(gè)控制系統(tǒng)距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致配線極為不便。而DLT645電力網(wǎng)關(guān)直接通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋與以太網(wǎng)、PC控制終端進(jìn)行數(shù)據(jù)互聯(lián)，即可實(shí)現(xiàn)即時(shí)查詢用電量的功能。上述數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)，利用自主開(kāi)發(fā)的軟件平臺(tái)能夠?qū)崟r(shí)對(duì)各個(gè)工段崗位有效截?cái)?shù)、核算成本、考核班組。

5結(jié)束語(yǔ)

植物提取作為新興行業(yè)，隨著工藝的不斷完善、提高，對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)要求也越來(lái)越高。通過(guò)將工業(yè)以太網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)橋系統(tǒng)運(yùn)用在植提行業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，形成了多地工藝數(shù)據(jù)共享，冗余的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)互訪實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理生產(chǎn)工藝，取得了良好的運(yùn)行效果，該系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，在植提生產(chǎn)系統(tǒng)中具有借鑒推廣意義。

參考文獻(xiàn)

［1］張亞莉．中國(guó)植提行業(yè)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)分析［J］．中國(guó)外資，2013，(11):12～13．

［2］胡雪松，張勤．植提工藝的流程設(shè)計(jì)分析與評(píng)價(jià)模型研究［J］．化學(xué)工程與裝備，2013，(10):48～50．

［3］張瑩，祖元?jiǎng)偅愋?qiáng)，等．中國(guó)植物提取業(yè)的形成與發(fā)展策略［J］．現(xiàn)代化工，2010，30(3):9～16．

［4］金純．IEEE802．11無(wú)線局域網(wǎng)［M］．北京:電子工業(yè)出版社，2004．

［5］劉文芳，方強(qiáng)．西門子PLC系統(tǒng)綜合應(yīng)用技術(shù)［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2012．

［6］廖常初．西門子工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)組態(tài)編程與故障診斷［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009．

作者：曹會(huì)啟 趙振忠 武志偉 單位：晨光生物科技集團(tuán)股份有限公司