netLINK在污水處理聯(lián)網(wǎng)工程中的應用Application of netLINK on WWT Networking Project(德國赫優(yōu)訊自動化系統(tǒng)有限公司上海代表處)鄒玉鞋remote centralized monitoring and total automationnetwork. Based on intensive analysis to netLINK fromHilscher, combining with the OPC Server developed by鄒玉鞋(1980--)BEICHEN, via real project case, the article provides男，碩士，德國赫優(yōu)訊自動化系統(tǒng)有限an easy-to-use and high reliable Ethernet solution公司技術支持主管，專門從事工業(yè)自動in terms of S7 PLC centralized moni toring issue.化網(wǎng)絡通訊研究.Key Words: NetLINK; PLC; Network; Ethernet; FactoryI Automation摘要:摘要:工業(yè)自動化程度的愈加深入，集中監(jiān)控、分散1引言控制成為當今自動化盛行的一種聯(lián)網(wǎng)工程解決方案。作為.自動化大家的西門子，其控制系統(tǒng)87系列PLC, 應用非常廣計算機科學的高速發(fā)展，網(wǎng)絡化在工業(yè)自動化領域的廣泛，為聯(lián)網(wǎng)工程提供了分散控制的高可靠解決方案。而如何泛應用，使得工業(yè)自動化經(jīng)歷了從集中控制到分散控制的轉(zhuǎn)實現(xiàn)集中監(jiān)控?是提高自動化程度的關鍵之一，可減少現(xiàn)場變，分散控制使得控制精度提高，實時性響應快，連接設備增監(jiān)控設備、降低工程成本、減少現(xiàn)場技術人員，實現(xiàn)真正多，而現(xiàn)場總線以其可靠性高、抗干擾能力強、現(xiàn)場布線簡單意義上的遠程集中監(jiān)控，實現(xiàn)完全自動化聯(lián)網(wǎng)。本文在深等優(yōu)勢，在現(xiàn)場層得到廣泛的應用，如Siemens 的PROFIBUS總?cè)敕治龅聡諆?yōu)訊netLNK功能和特性的基礎上，結合無錫北線等，S7 PLC作為PROFIBUS主站，連接PROFIBUS從站， 實現(xiàn)對辰公司研發(fā)的OPC Server, 通過污水處理聯(lián)網(wǎng)工程實例的解從站設備的控制，從而達到分散控制的功能，此應用非常普剖，針對西門子S7系列PLC集中監(jiān)控問題，提供了一種簡單遍。另一方面，當現(xiàn)場執(zhí)行設備很多，現(xiàn)場設備分散，現(xiàn)場需方便、高可靠性的以太網(wǎng)解決方案。要監(jiān)控的數(shù)據(jù)量非常大，如果實現(xiàn)分散監(jiān)控，監(jiān)控設備需求量關鍵詞: netLIK, PLC, 聯(lián)網(wǎng)工程，以太網(wǎng)，工廠自動化會很大，現(xiàn)場成本會很高，且需要更多的現(xiàn)場技術人員，而上述問題可通過集中監(jiān)控來解決，因此如何實現(xiàn)集中監(jiān)控成為關Abetraet: Following the constant inprovement of鍵問題之- ,本文在深入分析德國赫優(yōu)訊網(wǎng)關netLINK的基本industrial automation, centralized monitoring and功能和性能特性的基礎上，基于某污水處理聯(lián)網(wǎng)項目，通過decentralized control have become the most popularnetLINK實現(xiàn)S7系列PLC的聯(lián)網(wǎng)，將MPI協(xié)議轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)，實solution about networking project. Siemens being現(xiàn)以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)連接，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集至總控室，通過無one of the top automation enterprises, its S7 PL.C錫北辰公司研發(fā)的netLINK OPC Server, 利用OPC方式，將數(shù)is widely applied, and it is also a high-reliable據(jù)發(fā)送至監(jiān)控軟件進行數(shù)據(jù)顯示與分析。此方案實現(xiàn)簡單方solution supplier about decentralized control. But便，中國煤化工T靠解決方案。同時，| how to realize centralized monitoring is criticalnetLIN:勢所在，無需進行現(xiàn)to enhance automation level for the sake of field場設備:YHCNMHG行設備停運，在不影monitoring devices reduction, lower project cost響系統(tǒng)正常工作的情況，輕松實現(xiàn)工程聯(lián)網(wǎng)，可操作性強。是.|and less technicians in order to implement real 現(xiàn)場工程師聯(lián)網(wǎng)方案的極佳選擇。工廬敝據(jù)102netLINK在污水處理聯(lián)網(wǎng)工程中的應用鄒玉鞋用Siemens S7-300作為CPU負貴每個站點的分散控制，利用德國2德國赫優(yōu)訊netLINK功 能分析與性能特性赫優(yōu)訊netLINK將S7-300 PLC連接至以太網(wǎng)，通過帶光纖接口的交換機，采用以太網(wǎng)容余光纖環(huán)網(wǎng)構架，實現(xiàn)高速通訊的網(wǎng)德國赫優(yōu)訊公司網(wǎng)關產(chǎn)品之一netLINK，如圖1所示， 主絡數(shù)據(jù)傳輸，從而將現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)傳至總控室，總控室上位要用于解決Siemens S7系列PLC的工程聯(lián)網(wǎng)問題，可將Siemens計算機操作員站運行iFIX監(jiān)控軟件，通過無錫北辰公司研發(fā)的MPI、DP、PPI協(xié)議轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)協(xié)議，實現(xiàn)S7 -200. S7-300、netLINK 0PC Server, 利用0PC方式，實現(xiàn)S7-300控制系統(tǒng)實時S7-400系列PLC的以太網(wǎng)連接，通過以太網(wǎng)對PLC內(nèi)部DB塊、計數(shù)據(jù)的讀寫，同時，工程師站也可通過STEP7軟件對所有S7-300數(shù)器、定時器、Memory、Input、 Output等數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，從站點CPU進行編程下載，所有操作均可在總控室中完成。而實現(xiàn)對現(xiàn)場所有設備數(shù)據(jù)的實時采集。3.2項目系統(tǒng)結構上述已經(jīng)詳細介紹了整個現(xiàn)場網(wǎng)絡結構框架及所采用的硬件和軟件，以下給出整個系統(tǒng)結構圖，如圖2所示。圖1 netLNK圖2項目系統(tǒng)結構圖netLINK結構小巧緊湊;應用簡單方便;性價比高;無需外接電源、支持即插即用功能，現(xiàn)場使用無需停止網(wǎng)絡設備，4 netLINK 網(wǎng)關聯(lián)網(wǎng)方案實現(xiàn)直接可對CPU數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，同時netLINK還可 實現(xiàn)對CPU程序的遠程下載，現(xiàn)場工程師可直接在總控室內(nèi)對現(xiàn)場指定CPU進本項目中，netLINK不僅需要實現(xiàn)通過北辰公司0PC行程序的修改，非常方便。Server將CPU數(shù)據(jù)上傳至iFIX監(jiān)控軟件，進行現(xiàn)場設備的實時另外netLINK提供驅(qū)動API函數(shù)，方便用戶進行二次開監(jiān)控，而且需要實現(xiàn)通過以太網(wǎng)連接至工程師站，利用STEP7發(fā)，用戶可根據(jù)工程項目需求，利用高級語言如VC、VB等，自對指定CPU進行程序下載功能。行開發(fā)上位監(jiān)控軟件，實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的監(jiān)控。且許多國際4.1 netLINK網(wǎng) 關的參數(shù)配置國內(nèi)知名SCADA/SoftPLC軟件廠商都已集成了netLINK驅(qū)動，可直接連接netLINK;國際知名的0PC提供廠商Kepware也可提德國赫優(yōu)訊netLINK網(wǎng)關的參數(shù)配置非常簡單方便，利用供netLINK的OPC Server: 自動化系統(tǒng)集成商無錫北辰更是隨netLINK帶的光盤，安裝免費軟件SyCon、 運行軟件、新建工針對netLINK的底層函數(shù)，研發(fā)了可支持無限數(shù)量netLINK的程，插入一個netLINK設備，選擇TCP/IP驅(qū)動， 通過內(nèi)置軟件OPC,在經(jīng)過多個項目的現(xiàn)場測試與使用后，OPC的可 靠性得NetIdent進行網(wǎng)絡netLINK設備的搜索，選擇網(wǎng)絡上需要配置到了充分的驗證。本文正是基于無錫北辰研發(fā)的netLINK OPC的netLINK,進行參數(shù)配置，參數(shù)配置如圖3所示，首先需要對Server,詳細介紹如何實現(xiàn)S7系列PLC在污水處理工程上的聯(lián)IP地址進行配置，注意IP地址需要和運行計算機的IP地址處于網(wǎng)應用。同一網(wǎng)段上,否則無法連接硬件。Ethernet參 數(shù)默認即可，PROFIBUS參數(shù)-般情況下默認即可， 有時需要根據(jù)實際情況對3 netLINK網(wǎng)關實現(xiàn)S7系 列PLC聯(lián)網(wǎng)方案MPI地址進行重設，默認為2。參數(shù)配置完成后，通過Online一Download下載設備參數(shù)信息至netLINK Flash中， 永久保存。3.1項目背景污水處理關系到國家資源建設的節(jié)約和環(huán)境的保護，處理的工藝流程比較復雜，所需現(xiàn)場設備的數(shù)量比較多，項目工程占地面積大，設備比較分散,工作站多且分散，因此一般污中國煤化工水處理過程都通過分散控制、集中監(jiān)控的方案來實現(xiàn)。本論文所基于的某污水處理工程項目,項目自動控制部分MHCNMHGa主要包括:預處理站、生物處理站、污泥處理站、出水及雨水處理站和污泥消化干化站五個站點的挖制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)均采圍3 neLIK參數(shù)配置圖103另外，由于需要通過工程師站，利用STEP7對CPU進行程序下載功能，因此需要通過SyCon軟件在netLINK硬件上加上5通訊測試IBH Driver的授權，打開SyCon, 連接netLINK, 選擇0nline-Activate Driver, 輸入授權碼，通過On1ine- -Download下載以下通過簡單的通訊測試，驗證通訊的狀態(tài)，主要進行即可。netLINK的參數(shù)配置如有問題，可直接聯(lián)系德國赫優(yōu)訊兩個測試，-是通過STEP7內(nèi)部測試程序，測試通過netLINK與上海代表處。.S7-300的通訊狀態(tài);二是利用OPC Client, 連接無錫北辰0PCServer,測試netLINK 與S7-300的數(shù)據(jù)監(jiān)控狀態(tài)。4.2無錫北辰開發(fā)的OPC Server軟件的組態(tài)5.1 STEP7 與S7-300通訊測試運行無錫北辰公司netLINK OPC安 裝文件NetLinkOPC.V3. Setup,完成0PC Server的安裝。在桌面或者開始菜單中打打開STEP 7軟件， 選擇PLC---Monitor/Modify開NetLink0PC Editor;鼠標右擊左側(cè)BEICHEN NETLINK 0OPC列Variables,設定測試參數(shù)，單擊“Monitor Values”，查看表，新建連接“New connetion" ;選中新的連接，修改相關地址狀態(tài)，如圖6所示，M區(qū)地址可被讀寫控制，說明數(shù)據(jù)傳輸參數(shù)(站點名稱、IP地址和PLC地址)，如圖4所示: IP地址即狀態(tài)良好，通訊連接正常，說明netLINK通過IBH驅(qū)動，可實現(xiàn)上述netLINK參數(shù)配置中所設IP地址，PLC地址- -般為2。STEP7.與S7-300的通訊，同時可通過PLC-- -Download, 對編輯在新建的Systeml上右鍵新建變最組“New group"，然后程序進行遠程下載，工程師可在總控室內(nèi)，通過netLINK， 選右鍵變量組新建變量“New item"，編輯變量名,選擇對應的定IP地址，利用以太網(wǎng)對遠程指定CPU進行程序下載操作。地址區(qū)如DB、M、I、 區(qū);重復上述操作，根據(jù)PLC中的有效參數(shù)的設置，設置0PC Server中的數(shù)據(jù)區(qū)域。另外無錫北辰還提供了通過Excel表格進行參數(shù)配置的導入與保存快捷方式，用戶可簡單方便的進行參數(shù)配置。全部參數(shù)配置好后，點擊右下角“Save configure"，完成OPC Server的組態(tài)。OPC Server的組態(tài)如有問題，可咨詢無錫北辰自動化系統(tǒng)有限公司。團6 STEP7測試界面5.2 0OPC Client監(jiān)控數(shù)據(jù)測試本項目中使用iFIX作為監(jiān)控軟件，通過iFIX提供的OPCClient,連接無錫北辰OPC Server, 從而實現(xiàn)通過OPC通訊，對CPU數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控。而測試過程，可選擇任何-家0PC客圖4北辰OPC參數(shù)配置戶端軟件或者任何支持OPC監(jiān)控軟件進行測試。本文鑒于項目原因，使用Kepware 0PC Cl ient進行測試，打開0PC Cl ient,4.3 STEP7軟件的組態(tài)建立連接，選擇BEICHEN. NETLINK. 0PC. V3,導入所有OPC首先需要安裝STEP7軟件，同時安裝IBH驅(qū)動，有關IBH Server中所 設置的變量，如圖7所示。驅(qū)動可通過IBH公司官方網(wǎng)站下載，在安裝好IBH驅(qū)動后,進入“控制面板”或啟動“STEP 7”, 選擇菜單欄上的“Options"找到“設置PG/PC接口”雙擊打開，選擇IBHNet(MPI) ，點擊Properties, 對部分參數(shù)進行設置，如圖5所示。關鍵是IP地址的設定，設置需要連接的netLINK的IP地址，完成后保存，并下載至模塊中，完成STEP7與netLINK的連接。圈7 OPC Clin測試界面中國煤化工生行標簽的設定，通過iFIX,YHC N M H G參數(shù)之間的配合關系，動態(tài)顯示現(xiàn)場執(zhí)行設備的工作狀態(tài)等，從而實現(xiàn)對監(jiān)挖現(xiàn)場設圖5 PG/PC參數(shù)配置(下轉(zhuǎn)第107頁)工萬市敬椐104高速精密數(shù)碼卷繞解決方案何震球限度地消除卷繞紗簡的硬邊現(xiàn)象。張力值也因此增大，而過大的張力不但得不到優(yōu)質(zhì)紗簡，而且會增加紗線的斷頭，降低生產(chǎn)效率。因此，本方案采用了所謂2.3卷繞線速度控制簡介“超喂”的辦法，即送出紗線的速度大于卷取紗線的速度，將理論_上分析，紗筒卷繞的線速度隨紗簡的卷繞半徑變化紗線卷繞時簡子 “硬拖"紗線的狀況改變成緩和地卷取紗線的而變化，而線速度的變化直接引起卷繞張力的波動，從而會影狀況，從而減少斷頭，獲得滿意的松式卷繞筒子。紗線在超喂響紗簡的成形質(zhì)量和紗線的機械物理性能。如果外層紗的張滾簡.上環(huán)繞的圈數(shù)取決于超喂鼂的大小，一-般的超喂 量控制值力大于內(nèi)層紗的張力，就容易產(chǎn)生簡子外層紗擠壓內(nèi)層紗的脹在1.02~1. 06 (一圈情況下)之間。邊現(xiàn)象;如果絡紗過程中張力變化過大，也會容易造成紗線因3結論絡紗張力不同出現(xiàn)紗線拉伸率不同，這就要求在絡簡過程中盡量減小張力及壓力的波動。所以除保證恒定紗簡壓力外，保精密絡簡、絡絲機器是紡織工藝中提高紡織品質(zhì)量的關鍵證卷繞速度相對穩(wěn)定是控制張力波動的-項重要措施。設備，高速精密數(shù)碼卷繞方案成功掌握了紗線高速精密卷繞工藝中的“KNOW HOW" ,全部采用永磁電機驅(qū)動技術，機器能耗遠2.4張力控制簡介遠低于傳統(tǒng)的變頻電機傳動設備。同時由于采用了柔性化數(shù)碼精密卷繞加工時紗線張力的大小直接影響簡子卷繞的松控制技術，非常適合于高檔織物的多品種、小批量紗簡生產(chǎn),具緊度，從而影響簡子繞紗的容量和染色的難易，并影響紗線加有良好的社會經(jīng)濟效益。和利時電機技術公司開發(fā)的該創(chuàng)新解工的斷頭率，因而各種精密卷繞絡簡機都有紗線的張力控制決方案涉及了電子控制、數(shù)字伺服電機和驅(qū)動、精密運動控制、環(huán)節(jié)，特別是供簡子染色用的紗線的加工張力，不宜過大，以和計算機網(wǎng)絡通信等技術，是典型的高技術機電- -體化控制方獲得松式卷筒，有利于染色。本方案除了采取措施保證相對恒案，也是采用數(shù)字控制技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的典型案例。定的紗線卷繞線速度外，還另外設計有- 一個張力遞減調(diào)節(jié)裝參考文獻置，采用一個步進電機控制的張力調(diào)節(jié)桿。在線速度升速過程中，通過調(diào)節(jié)步進電機的轉(zhuǎn)角狀態(tài)，控制張力調(diào)節(jié)桿的角度，[|]陳元甫.機織工藝與設備,上冊.北京:紡織工業(yè)出版改變紗線通過的門柵夾持力度，以保證卷繞張力恒定:另外社, 1982,66-89.按照特殊紗簡“里緊外松”的工藝要求，可以根據(jù)紗簡卷繞半[2]裘愉發(fā).精密絡簡生產(chǎn)技術.絲綢,003.().26-27.徑調(diào)節(jié)張力桿的角度，保證卷繞紗筒小直徑時卷繞張力大, .[3] 鄒衡.紗線筒子染色工程.北京:中國紡織出版社，大直徑時卷繞張力小。2004.[4} Luchinger H. 用于筒子紗染色的精密卷繞技術.針織工2.5超喂電機控制簡介業(yè),1998.(4):44- -48.精密卷繞過程中紗線線速度肯定大于紗簡退繞線速度,(上接第104頁)而2008年第一季度德國赫優(yōu)訊又新推出了NL50-MPI, NL50-MPI備工作狀態(tài)的靜態(tài)或動態(tài)仿真，并可通過報警等信息，對現(xiàn)場基于德國赫優(yōu)訊百分百知識產(chǎn)權的網(wǎng)絡控制芯片netX,功能更的運行狀態(tài)進行實時的控制與處理。加強大，以太網(wǎng)級點數(shù)更多，且內(nèi)部集成了IBH驅(qū)動，可直接連接STEP7,實現(xiàn)CPU的程序下載并監(jiān)控遠程設備狀態(tài)信息。6總結本文在深入分析德國赫優(yōu)訊網(wǎng)關netLINK的基本功能和性能特性的基礎上，基于污水處理工程項目，詳細剖析了如何實[1] System Configurator NetDevices NetLink, NetNode .現(xiàn)通過netLINK進行S7系列PLC的聯(lián)網(wǎng)，集中監(jiān)控現(xiàn)場設備的運Hilscher Company. (德國赫優(yōu)訊自動化系統(tǒng)有限公司)，行狀態(tài);如何實現(xiàn)通過netLINK,利用STEP7對S7系列PLC進行2002.遠程的配置下載，并通過兩個具體的通訊測試，測試通訊連接[2] IBH Network Sttings. Hischer Company. (德國赫優(yōu)訊自的狀態(tài)，測試結果說明通訊狀態(tài)良好。動化系統(tǒng)有限公司) ,2003.而本文所基于的污水處理工程項目從2008年初測試完成[3] NetLink System Software. Hilscher Company. (德國赫優(yōu)訊后，截至到目前，已經(jīng)實現(xiàn)了8個月的無故障運行，更加說明自動化系統(tǒng)有限公司) ,2002.通過德國赫優(yōu)訊netLINK實現(xiàn)S7系列PLC的工程聯(lián)網(wǎng)，是一種中國煤化工/engis/irst. htm. IBH可靠的聯(lián)網(wǎng)方案。相信netLINK可 以為廣大自動化用戶提供ComparSiemens控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)便捷且切實可行的解決方案。YHC N M H Gication Comections STEP另外，德國赫優(yōu)訊在netLINK的基礎上，繼續(xù)深入研究，新7 V5.3 Siemens Company , 2004.一代產(chǎn) 品NT40~MPI功能更加強大，可連接的MPI級點數(shù)更多.[6] http://www . kepware. com/ .Kepware Company.107