隨著工業控制網絡技術的發展，控制系統的集成化，開放化程度越來越高，不僅使得控制設備之間的通信更加容易，維護更加簡單，而且也便于企業網絡，車間網絡組成一個整體，便于整體的管理。本文以西門子工業網絡，分析工業網絡在實際化工生產中的應用。
1 對現場情況分析
在化工品生產企業主要有以下部門組成:生產車間、罐區、公用工程和污水處理等。所以應根據不同部門的特點來進行網絡布置。
生產車間:第一:由于生產設備比較多，分布較為分散，生產操作常常需要在現場進行。所以，常常采用PLC作為控制設備，控制操作屏或觸摸屏等HMI操作設備，對單獨或幾個設備現場的操作、控制。而不像大型化工對蒸餾塔、反應釜等設備采用DCS進行控制，微機進行控制室直接操控。
第二:生產設備之間常常需要通訊。在生產過程中，生產設備多以反應罐為主，對反應罐有加熱和冷卻、供排料、攪拌、流量、PH、溫度控制等操作。因為設備比較分散，數量較多，設備之間也經常要進行數據的交換，以實現倒料，進料等。
第三:除了車間內設備的數據交換，車間與罐區間也需要數據交換。生產所用的原料來自罐區，生產時，車間要向罐區提供原料申請等信息，因此車間與堆區之間的數據通訊也是非常重要的。罐區:除了與車間進行數據交換以實現供料，同樣也需要自身的一些操作，如裝罐，自循環等。
由于公用工程和污水處理設備或控制的自身特點，可以在控制室內進行集中控制或監控，所以采用微機和控制器結合的方式進行控制，而不使用控制屏。
圖1 車間與罐區通訊示意圖
因此，由于各部分特點，車間與罐區之間經常的數據通訊較多，為保障數據通訊的可靠性、設備連接的數量要求，對車間和罐區的進行通訊合理安排，主要采用如圖1方式進行。
根據示意圖，車間中設備當需要從罐區供料時，先和車間內的公用工程控制器提出申請，然后再由此控制器向罐區進行打料的申請和停止信號。這樣便帶來了一些好處:
1)取消了車間設備與罐區直接通訊的方式。通過車間內的公用工程代理控制，與罐區通訊，減少了罐區控制器需連接的數目，保證了罐區控制器受通訊連接數量的限制等。
2)保證了車間控制的獨立性。
3)防止各控制設備對公用工程的直接控制，減少了因為通訊混亂錯誤，造成其他問題引可能性。
2 網絡的選擇和配置
西門子S7-300 PLC提供了兩種最常用的互聯網絡接口，MPI和DP網絡。通過添加模塊CP343以太網模塊，可以使PLC也具有以太網通訊功能。在使用之前，首先要根據生產設備的使用功能和相互關聯性，并結合網絡特點和要求來進行劃分，保證數據傳輸的可靠性。
MPI:適用于小范圍、小點數，現場級通訊，傳精速率一般設置為默認值:187.5kbps。最多可連接32個節點，最大通訊距離50m。
對網絡的劃分，首先要考慮到使用功能和各個網絡的自身特點，站點數量等，并便于維護人員的維護和操控人員的操作，車間生產分析人員的分析等。圖2,圖3是對設備的網絡分配、使用圖。
PROFIBUS-DP網絡:在該生產系統中采用DP網絡，用于連接各控制器的控制界面 MP377、變頻器、分布式I/O和第三方設備。主要是從以下幾方面原因考慮:
1)由于車間、罐區距離較遠。在1.5Mbps速率下，設備之前通訊的距離最多是200m，所以不采用此網絡作為設備之間的互聯網絡。
2)生產設備上會有攪拌速度調節等要求。要采用變頻器對電機進行平滑速度調節，因此采甩DP網絡作為對西門子MM440的控制方案，使用行比較簡單。
3)為了節省資源，有些設備可以共用一個CPU，但是設備之間的距離較遠，或輸入愉出點數量較大，使用分布式I/0便很容易解決以上問題。分布式I/0需要接入DP接口。
4)DP網絡可以支持其他的第三方設備。
MPI網絡:由于各車間與雛區之間以及車間內部的設備間往往需要進行數據交換。如進行倒、供料等工藝協調的通訊作用，通訊不需要較高的實時性，而且也不需要較大的數據量。因此只采用MPI進行車間內設備或車間與罐區之間的數據交換，即保證了數據的可靠性，也可以傳輸較長的距離。
工業以太網:在該系統中，工業以太網供生產控制室監控、PLC維護、以及車間或企業數據分析使用。通過西門子專用的交換機和CP343可以將CPU和MP377接到以太網上，可以將遠程電腦連到工業以太網上方便的進行訪問和維護。而電腦上不需要特殊的網絡設備。合理的對!P地址、網絡進行劃分后，可以放大站點的數量。
圖2 單個設備的網絡配置
圖3 設備間的網絡使用圖
1)MP377利用WinCC flexible進行組態后，可以使用Sm@rtClient輕松的進行對每個MP377的界面的操控，功能鍵等也可以進行使用。通過對權限的設置，可以供車間控制人員遠程控制，和生產分析人員等的遠程數據采集。
2)利用工業以太網，對PLC維護人員非常方便，在控制室內就可以非常輕松的訪問每個CPU,HMI，并對其進行組態、程序更改、監控以及故障分析等操作，也可對MP377組態畫面進行下載，而不用必須到現場進行維護。
3)對編程維護或監控設備沒有過多的要求，只需普通以太網卡，在進行維護時，在STEP7中選擇相應的以太網設備即可。
4)由于工業以太網對站點的數量要求比較小，所以可以把較多的站點連接到統一網絡上，可以實現更多設備的互聯。一個CPU過多的使用自身的通訊接口連接也會給CPU帶來通訊負擔，使用CP343進行工業以太網通訊可以減小CPU的通訊負擔。因此，當設備過多的時候，也可以進行工藝協調的數據交換，來補足MPI網絡對站點的要求。
3 結束語
合理分配和利用控制系統之間的網絡通訊，對保證生產和減少維護量，顯得非常重要。因此，根據網絡使用的用途、網絡所具有的特點、使用的范圍、場合和新技術的應用，可以使網絡的功能、可靠性得到保證。并且也使得操控、生產分析和維護過程變得更加的簡單，更加的集成化管理。
核心關注：拓步ERP系統平臺是覆蓋了眾多的業務領域、行業應用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業務管理理念，功能涉及供應鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業務領域的管理，全面涵蓋了企業關注ERP管理系統的核心領域，是眾多中小企業信息化建設首選的ERP管理軟件信賴品牌。
轉載請注明出處：拓步ERP資訊網http://www.guhuozai8.cn/
本文標題：西門子工業網絡在生產控制中的應用
相關文章
