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現場總線網絡控制在ABB DCS中的應用

作者: 時間:2012-10-24 來源:網絡 收藏
1 引言

abb dcs是瑞士asea brown boveri公司(簡稱abb公司)設計開發的集散控制系統,它適用范圍廣泛,既可應用于離散制造業,如:機床、汽車、飛機制造等工業,更可應用于大中小型連續性生產的流程工業,如:石油、化工、火電機組、煉鋼、建材等工業。abb dcs系統從硬件設計到軟件設計,通信都采用國際標準。abb dcs的軟件編程語言ampl(asea master piece language)是控制系統的一種編程模式,本文介紹abb dcs的體系結構及其網絡。

2 abb dcs分布式工業控制計算機系統體系結構

abb dcs集散控制系統采用先進的微處理器(33mhz的motorola 68020和33mhz的intel80386、80486芯片)、crt圖形顯示技術、高速安全通信技術和現代控制理論,形成了以現場控制站(mp200、ac410、ac450系列和本地、遠程i/o系列)、操作員站(as500 系列)、工程師站(master aid系列)、信息管理系統站(advant station系列)、計算機和網絡接口站(master gate 系列)、計算機網絡(master bus系列)和其它計算機通信設備為基礎的,物理位置分散、系統功能分散、控制功能分散以及操作顯示管理集中的過程控制、過程決策管理的大型智能網絡。abb dcs的通信網絡結構分三層:(網絡結構如圖1所示)。


圖1 網絡結構圖

3 信息管理網絡層

可下聯9個控制網絡,網絡由類型為mb300的總線組成,總線傳輸速率達10mbps。
  
4 控制網絡層

控制網絡層由9個類型為mb300的總線組成。一個控制網絡可包括99個站(包括在局部控制網絡中的站)。在控制網絡中的每個mp200/1或ac450站都可下聯一個局部控制網絡。一個局部控制網絡可包括9個類型為mb300的總線。mb300是一個高性能、串行、同步、半雙工的大數據量高速總線。它采用ieee 802.2邏輯鏈路控制(llc)協議和ieee 802.3帶沖突檢測的載波幀聽多路存取(csma/cd)的介質存取控制(mac)協議,屬于ethernet型局域網,總線可帶載45個節點。在不使用中繼器時,最大通訊節點距離為500m;使用3個同軸段、4個中繼器和2個點對點鏈路時最大通訊節點距離為2500m,總線傳輸速率為10mbps。

mb300通過每一個結點實現對上位機的聯接以及與mp200等plc系統的通信。它一般遵循543規則,即由5段組成,4個中繼器(repeater)聯接,其中3段可以掛接設備,必須注意的是,只有在電纜的標記處方可通過收發器(tranceiver)掛接設備,不同的設備聯結又采用不同的聯結電纜,如到pu510操作站用tk526電纜,而到控制站則選用tk576電纜。tranceiver 只能安裝在主干電纜段上的2.5米標志處,在兩個線接頭間同軸電纜段上的tranceiver 間距應為25米的整數倍,其聯接方式如圖2所示:


圖2 mb300網絡連接圖

t1、t2為終端電阻,其中只要一端接地,終端電阻為50歐姆,mb300總線為同軸電纜,具體又分為粗纜、細纜和光纜,作用各不相同,敷設同軸電纜時,需注意與其它信號電纜的隔離,如距離信號電纜30cm以外,距離380v低壓電纜50cm以外,距離高壓電纜5m以外。mb300總線選用cs513接口卡,上面的3個撥碼開關s1、s2、s3分別用于對網絡號、節點號、協議號的設置,其中的s1低四位用于設置主/從站的選擇,高四位用于設置協議號,s2用于設置節點號,s3用于設置網絡號。當需要修改或通過故障信息找出故障原因,可以進入工程師站進行數據修改或通過故障代碼知道mb300總線的故障所在。了解影響mb300的通訊因素,針對這些因素逐一分析。

5 網絡層

5.1 mfb(master field bus)總線

mfb總線屬于現場局域網總線,它聯系于mp200、mp90、s400i/o、opc(小型控制站)及傳動系統之間。 mfb通訊總線采用同軸電纜、雙絞線,它聯接ci520/ci525/ci526通訊接口模塊與dstc452 modem ,每根雙絞線線端必須隔離開,其中一個端頭的屏蔽層必須接地,mfb的通訊速率為375kb/s,其電阻為75歐姆,其硬件配置圖如圖3所示。mfb的相關系統信息從工程師站獲得,大體順序為時間、信息型號、代碼、任務號、順序號、數據,主要它表現有以下幾種狀態。

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