工业电子中的简述工业电子中的简述PCC在食用油罐区监控管理系统中的应用在食用油罐区监控管理系统中的应用
0 引言 东海粮油工业(张家港)有限公司(以下简称东海粮油)是由两家世界500强企业——中国粮油食品
(集团)有限公司、美国ADM公司与新加坡KENSPOT公司联合,共同投资兴建的大型企业。它是着名的“福临
门”系列食用油的主要生产基地之一,也是全球最大的综合粮油食品加工基地之一。为了配合国家食用油战略储
备计划的实施,东海粮油在原有一、二号罐区的基础上,新建了三号和四号罐区,并还将陆续增建其它罐区,
形成庞大的食用油战略储备基地。所有新建罐区的监控系统目前均采用贝加莱工业自动化提供的成熟产品——
可编程自动化控制器PCC—2005系列作为其现场数据采集及控制站。 1 监控系统的结构 1.
0 引言引言
东海粮油工业(张家港)有限公司(以下简称东海粮油)是由两家世界500强企业——中国粮油食品 (集团)有限公司、
美国ADM公司与新加坡KENSPOT公司联合,共同投资兴建的大型企业。它是着名的“福临门”系列食用油的主要生产基地之
一,也是全球最大的综合粮油食品加工基地之一。为了配合国家食用油战略储备计划的实施,东海粮油在原有一、二号罐区的
基础上,新建了三号和四号罐区,并还将陆续增建其它罐区,形成庞大的食用油战略储备基地。所有新建罐区的监控系统目前
均采用贝加莱工业自动化提供的成熟产品——可编程自动化控制器PCC—2005系列作为其现场数据采集及控制站。
1 监控系统的结构监控系统的结构
1.1 系统硬件构成系统硬件构成
如图1所示,该系统的数据通讯网络包括两层主干通讯网络——上层的管理网(工业以太网)和中层的控制网(高可靠性
的冗余光纤环网)以及底层的现场总线。管理网与控制网通过光纤环网的光纤交换机和工业以太网的电气交换机连接。光纤交
换机是一种高速的网络传输中继设备,它较普通交换机而言采用了光纤电缆作为传输介质。光纤传输的优点是速度快、抗干扰
能力强。它的特点就是采用传输速率较高的光纤通道与服务器网络,或者SAN网络内部组件的连接,这样,整个存储网络就
具有非常宽的带宽,为高性能的数据存储提供了保障。而在这种SAN存储网络中,起着关键作用的就是我们常常听到的光纤
交换机(FC Switch,也有称“光纤通道交换机”和“SAN交换机”的)了。因为这属于一种新型的设备,而且与我们平常所见的、
用到的以太网交换机有太多的区别(主要体现在协议的支持上),所以许多读者,甚至是已经用上SAN存储网络的企业用户
都对SAN交换机一知半解。若按功能划分,则该系统可分为数据采集与控制级(I级)和监视管理级(II级)。
I级系统以多台贝加莱的PCC为核心,包括各现场PCC站、中控室监控计算机和码头监控系统等设备。各PCC均挂接于控
制网(冗余光纤环网)上,它们与各自的远程扩展装置分别通过POWERLINK、PROFIBUS-DP和CAN等现场总线实现数据交
换。CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称,是由研发和生产汽车电子产品着称的德国BOSCH公司
开发了的,并最终成为国际标准(ISO118?8)。是国际上应用最广泛的现场总线之一。 近年来,其所具有的高可靠性和良好
的错误检测能力受到重视,被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。
II级系统则以系统的数据服务器为核心,包括两台工作站和多台Web客户机和局域网客户机。它们均通过数据交换机接入
工业以太网以实现数据资源共享。工业以太网是基于IEEE 802.3 (Ethernet)的强大的区域和单元网络。利用工业以太
网,SIMATIC NET 提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径。 企业内部互联网(Intranet),外部互联网(Extranet),
以及国际互联网(Internet) 提供的广泛应用不但已经进入今天的办公室领域,而且还可以应用于生产和过程自动化。继10M
波特率以太网成功运行之后,具有交换功能,全双工和自适应的100M波特率快速以太网(Fast Ethernet,符合IEEE 802.3u
的标准)也已成功运行多年。采用何种性能的以太网取决于用户的需要。通用的兼容性允许用户无缝升级到新技术。
1.2 主干通讯网络的分布式体系和冗余环网结构主干通讯网络的分布式体系和冗余环网结构
整个罐区的通讯网络采用基于TCP/IP协议以及Server/Client配置方式的分布式体系结构,支持实时数据共享和分布式数据
库,易于扩展采用以太网和TCP/IP协议构建的通讯网络平台,并通过标准OPC协议实现数据服务器与各PCC之间的数据交
换。能实现从底层到最上层的无缝连接和实时、高速的数据传输。
为了确保整个网络系统的安全性和可靠性,采取了以下措施:
(1)在主干通讯网络上使用冗余的光纤和电气交换机,确保了整个通讯网络的可靠性。
(2)在数据交换技术上采用接点带宽控制、围栏技术和流量有序控制技术,使数据在传输过程中碰撞和堵塞的几率大大
降低。
(3)网络传输介质采用冗余环行光纤回路,若发生任意一处光纤介质的损坏,这样就确保了整个数据通讯链路不会由于
局部损伤而导致中断。
1.3 实时数据库软件与标准实时数据库软件与标准OPC协议协议
OPC(OLE for Process Control, 用于过程控制的OLE)是一个工业标准,管理这个标准国际组织是OPC基金会,OPC基
金会现有会员已超过220家。遍布全球,包括世界上所有主要的自动化控制系统、仪器仪表及过程控制系统的公司。 基于微软
的OLE(现在的Active X)、COM (部件对象模型)和DCOM (分布式部件对象模型)技术。OPC包括一整套接口、属性和
方法的标准集,用于过程控制和制造业自动化系统。在数据服务器中装入实时数据库软件,通过标准的OPC协议采集贝加莱
PCC的实时数据,以PCC作为OPC server,实时数据库软件作为OPC client。数据服务器将采集的数据直接以web 的形式提
供给局域网上的各用户,各客户端能利用标准的IE浏览器进行数据浏览和分析等操作。实时数据库用来存放原始数据和修正后
的数据,来自该系统中各生产过程PCC分站的采集数据和手工录入数据以及修正后的数据,均应保存在实时数据库中。数据
服务器软件应对各种来源、各种类型的数据进行合理组织,以标准化的数据结构存储于实时数据库中,既应保证数据的完整性