现场总线结和工业以太网的应用案例

 　　本文为大家介绍一个现场总线结和以太网的应用案例，从而说明现场总线的应用，为工厂管理级对现场数据的访问提供了方便。本案例中底层采用PROFIBUS-DP总线协议，通过工控机采集现场仪表数据，上层采用TCP/IP协议，并利用接口通讯程序让工控机与管理层计算机实时交换数据。
　　1、系统特点
　　总线方式：由于采集点位于整个生产线的各个工序车间，比较分散。因此，通过总线形式，采用分布式I/O，可以节省大量的电缆，方便施工，方便调试及维护集中管理：系统通过一台工控机集中监视各能源采集量的瞬时值，并通过另外的应用程序计算累积量，并定时把各累积量发送给上级管理计算机系统跨平台性：工控机上运行Windows2000操作系统，其中运行Think&Do 监控软件进行瞬时值实时监视，并要通过TCP/IP协议，把累积量打包定时发送到上级Unix系统中去,实现了跨平台的通讯，跨平台的数据交换 　　

        2、系统配置图

　　3、系统说明
　　Think&Do Studio 6.5软件是美国Entivity公司开发的运行于WinNT或Win2K操作系统上的基于Visio2000的监控软件，具有Flowchart的控制流程设计和细致丰富的hmi人机界面。本系统利用了该软件方便的联网扫描功能、强大的计算功能，及Windows下的易于二次开发性，因此把它作为了监控软件的开发平台。
　　模拟量模块和带PROFIBUS-DP接口的电表作为子站连接在PROFIBUS-DP现场总线中，气、水等各个流量通过测量仪表转换为标准的4～20mA信号，输入到模拟量模块中来，并在Think&Do中通过FlowChart进行计算，转换为相应工程单位的实际值，而电表则可以从Think&Do监控软件中直接访问，读取数据。Think&Do监控软件一方面通过监控画面实时显示数据，另一方面通过DDE Server共享给接口应用程序。
　　由于本系统需要进行累积量计算，并把累积量定时上传给上级UNIX系统，因此特别为本系统用VB开发了一个用于计算和通讯的接口应用程序。该应用程序通过TextBox控件连接DDE Server，读取实时数据，并在Timer控件的定时事件中进行累计计算，从而得出各班组的累积量。
　　该应用程序与Unix系统的通信形式采用基于TCP/IP的电文包方式，通信协议采用基于TCP\IP的SOCKET方式的通信协议。
　　能源采集系统定时主动发送数据包，并准备接受应答信号，5秒后若无应答信号，则提示连接错误;若应答信号为不成功，则重新发送数据包（三次不成功则提示数据发送失败）;若应答信号为成功，则结束本次发送。

程序流程图如下：

　　本系统主要总线技术，以一台工控机实现了客户要求的所有功能，降低了成本，便于维护，是总线与计算机完美结合的产物。

 　　现场总线技术的出现，使得工业生产自动化水平有了实质性的提高，符合工业控制网络化、信息化的时代需求，因而具有良好的发展前景。工业自动化系统的完全数字化、并进一步采用某种标准，是实施现场总线技术的基础，因此它的前期经费投入较大。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现，标志着工业控制技术领域又一个新时代的开始，并将对该领域的发展产生重要影响。