中小企业工业控制网络建设研究
摘要
企业内部工业控制网络建设是一个复杂的系统工程。
在生产现场根据工艺、
被控设备的不同,存在大量的不同类型的智能控制器、测量仪表、远程UO等设
备完成控制功能,这些设备的物理接口、通讯协议是多样化的,因此底层网络建
设有多样性,如何实现这些现场设备的网络接口成为工业控制网络中亚待解决的
问题。
监控计算机向下直接连接到现场底层网络,向_L连接到管理中心服务器,
完成对生产现场的监视、控制、报警、报表等丰富功能,同时向管理层提供现场
信息;监控计算机和底层网络的连接必须安全、可靠、实时、高效,监控软件必
须稳定可靠运行。
管理层中心服务器收集监控计算机的现场信息,完成现场信息
的网络发布等多种服务,同时还必须有完善的安全机制。
在2002年江西德兴铜矿泅州选矿厂的一工业控制网络建设项目中,集中体现
了上述儿个方面的问题。
主要工作包括:
1.解决不同PLC的底层网络接口问题;
2.监控站的组态应用程)争设计;
3.实现现场信息的网络发布;
4.工业控制网络的安全措施。
在项日实施中解决了以1二问题,同时在实验室也进行了相关的研究,在此基
础上,木文对工业控制网络中一些重要问题进行了探讨和总结:
1.提出了使用MODBUS协议实现57一200PLC网络通一讯的方法;
2.讨论了使川IFIX组态软件进行监控站应用程序设计;
3.使用iWEBSERVER进行生产信息网络发布的方法;
4.提出了使用lE插件技术实现网络安全的方法:
5.研究了PROFIBUS智能从站的设计:
6.研究了基于USB接口的CAN总线适配器的设计。
【关键词】PLC网络协议组态现场总线PROI:IBUSCAN
了
bstraCt
work15aeomPlexedsystemengineering.
Inproduetionfield,becauseartsanderafts,andeontrolledequiPmentarevarious,there
arelotsofintelligentcontrollers,measureinstrumentsandremote1/0etetoexeeute
eor一munieationinterfaeeandProtoeolofthoseequiPmentare
var·ious,workhasvariability.I{owtorealizeeomunication
ofthoseequiPmentbeeomeaurgentProblem.SuPervisoryeontroleomPuterlinkdown
toporduetionfield,andlinkuPtomanageservereomPuter;notonlyitsuPPlythe
fur一etionofsuPervisal,eontrol,alarm,rePorteet.,butalsoitsuPPlyfieldmessageto
leaderbymanageservereomPuter.ThelinkbetweenfieldequiPmentandsuPervisory
eontroleomPutermustbesafe,reliable,real一timeandeffieient.Themanageserver
eo一nPutereolleetsfieldmessage,finishthefunctionofwebPagePulishingete、andat
thesametime,itmusthasPerfeetseeuritymeasure.
workeontruetionofSIZhou
MineFactory,DeXing,JiangXiProvineein2002.Thetasksofusareasfollows:
IResolvethelinkProblemofallsortsofPLC;
2
.
TheapPlieationProgramdesignofsuPervisoryeontroleomPuter;
3
.
RealizetheWebPublishingoffieldmessage;
4
.
work
.
Attheend,allthosetaskshavebeenfinished.Atthesametime,wecarriedout
researehesinourlabrotory.Basedonthoseworks,manyimPortantProblemsare
diseussedandsummarizedinthisartiele:
worklinkof57一200PLCbyMODBUSProtoeoljs
ProPosed;
2
.
DiseussinghowtodesignaPPlieationProgramusingIFIX,aconfigure
software;
3DiscussinghowtorealizewebPagePublishingusingiWEBSERVER;
4
.
hod”IEPlu压in,,system;
5
.
ThemethodtodesignthemoduleofPROFIBUS一DPslavesite15discussed;
6
.
workadaPtorwithUSBinterface15
diseussed.
[workprotocoleonfi四rationfieldbuspROF一Bus
CAN
今
录
前言
摘要
Abstract
第一章概述
1
.
1课题来源、目的和意义..................……,..................……,…l
1
.
2项目总体目标......................……,............····················……1
1
.
3系统现状......................……,二,.............……、.,..…,..·……1
1
.
4实施方案.…,.…‘...............……,.......……,..........·..·……,··…3
1
.
5章节安排.‘...........……,.......……、……,...……,..·...·.·······,……4
第二章网络结构及布线
2.1网络拓扑结构............……,.........................···················……6
2.2泅州选矿厂网络拓扑结构..................................……,,......……6
2.3网络传输介质..……,.........……,..……,·.···,···················……72.4网络布线.……、...............................……、.........……、.......一72万小结..........................……,....................……,.……、..……,,…8
第三章现场底层网络
3
.
1底层网络构成.........……,……‘.........……,...··.··················……9
3
.
2PLc网络通讯................................................·······.····,··……10
3
.
3小结……,..…,二,.……,.................................……,..........……18
第四章监控站和组态软件
4
.
1监控计算机硬件系统............……,.‘...............……,...........……19
4.2监控计算机与PLC网络的连接..…,.....……、.......................……19
4.3组态软件................……,二、…、,.,,..……‘……,..……、…卜.....……‘21
4.4IFIx组态设计.,...........................……,.,..…,..……,·········一224万小结........……,............................……,...……,..……,.....……27
第五章基于W亡b的数据发布
5
.
1现场信息的,怂b发布..…、...............……,..........一.··..,······……28
5.2iWEBSE孙用R应用..............................................……,..……28
5.3小结,......……,...……‘……‘........................……,..........……‘.30
第六章系统安全
6.1IFIX网络的安全性...............……,..…,..........……、..…J..……,…32
6.2网络授权访问..……、...............……,.…,...·····················一346.3小结......……,...……,..................................……‘..........……35
第七章现场总线网络研究
7
.
1现场总线概述…,.……‘.............................·...··.··········4···……37
7.2现场总线技术及其发展现状.…,……‘.................................……37
7.3PFoF伯US总线
..
……
,............
……‘...……,..…,……,.…,.....……38
7.4CAN总线.…,....................................……‘....................……,42
7.5小结.........……,.,。
...............……,..................……,.........……49
第八章结束语
参考文献
致谢
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