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基于现场总线的过程监控系统开发及应用

   日期:2021-07-27     来源:www.qgiske.com    作者:未知    浏览:621    评论:0    
核心提示:摘要:介绍一种借助支持HART协议的RS3过程控制系统及智能仪表,通过VisualBasic动态数据交换开发通信软件和用户交互界面,在应用现场总线技术的系统中达成现场仪表过程控制变量实时监控,文件管理,远程监控等多种任务的过程监控策略。
摘要:介绍一种借助支持HART协议的RS3过程控制系统及智能仪表,通过Visual Basic动态数据交换开发通信软件和用户交互界面,在应用现场总线技术的系统中达成现场仪表过程控制变量实时监控,文件管理,远程监控等多种任务的过程监控策略。
关键字:过程控制;监控;现场总线 Application and Exploitation ofthe Monitor Solution based on Field Bus
Abstract:In this paper,an monitor solution for process control systemis presented,.based on RS3 and intelligent instruments supportingHART,communication software anpnterfaces can be maken by Visual Basic DDE.Multitask can be achieved such as real-time monitoring etc.
Keywords:process control;monitor and control;field bus
1系统构成
本课题是在由美国Ro百度竞价推广ount公司和上海理工大学合作打造的过程控制实验室中进行的。用的是拥有支持HART协议的RS3(Ro百度竞价推广ount SystemⅢ)过程控制系统及部分具备HART协议的智能仪表,具备好的硬件基础。RS3系统结构图如图1所示。


本课题以现场总线控制系统作为主要研究对象,以支持现场仪表、拥有现场总线特点部分的DCS系统为研究范围打造监控系统。

2重要技术设计与达成
在常用PC机和Windows9x操作系统平台上,借助Visual Basic应用软件开发集成环境基于动态数据交换(DDE)的通信软件和用户交互界面,达成工业控制互联网系统中直接控制及和现场监控系统之间的数据通信。包括现场实时数据、历史报表、趋势文件等数据的读入和写入。除此之外,用户监控界面还有肯定的自动数 据处置和越级报警功能。
由现场监控节点(现场上位PC机)通过电话通信网将现场信息准时地发送到远程监控工作站,该工作站通过串行端口(可通过扩展达到少量)连接并实时监控多通道的远程控制系统,形成星型互联网拓扑结构。
课题中使用Intellio C218Turbo/PCI多用户智能(MultiModem)信息卡和多路调制解调器开发基于Pc-com通信函数库的通信软件,概念远程数据传输数据链路层和应用层的通信协议,达成远程监控、信号采集、显示、处置。
2.1达成DCS上位PC机监控
用户在PC机上可达成参数管理、远程控制,趋势管理与报表管理。RS集散控制系统中SCI负责RS3与上位机之间的通信。上位机接口由安装在机架中的操作接口处置卡、总线处置卡、电源调节器卡和非易失存储器卡4块电子卡组成。每一个卡件有每个都不一样的功能,总线接口卡用于标识SCI地址,操作接口卡设定通信方法,允许RS3控制系统与上位机之间进行数据交换,并有访问总线上任一节点的权利。
在SCl主板上安装一个RS-232C25针的插槽与PC机串口相联,作为现场数据传输的物理通道。
上位PC机通讯软件和DDEserver AX-S4使用RS-232C异步通信协议,与RS3控制系统进行通信。多个字符和一个结束符的信息被制成报文,以报文方法发送数据。每一个字符格式完全根据RS-232C格式,结束符为CR-LF,由软件控制自动添加。RS3系统总线上节点SCI根据既定协议格式与PC机直接相连。AX-S4与SCI之间的信息交换通过发出请求信息和同意应答信息的方法达成。
AX-S4同时作为服务器,为用户提供了动态数据交换服务(DDEsever)。DDE(Dynamic Data Exchange)是一种通信协议,允许Windows系统共享内存,达成同时运行的不同程序之间交换数据的内部通信。它在上位机上运行,作为Windows应用程序与RS3控制系统的接口,可以使Windows应用程序通过AX-S4与RS3系统交换数据。AX-S4借助DDE命令采集到的数据可直接存入Windows应用程序供其用,或输入到文本文件中以供其他作用与功效。
2.2达成远程集中控制
以一台PC机为监控信息中心,达成数个DCS网段的集中监控。以星型互联网的形式,通过电缆和电话线将各部分的控制上位机(从机)连接到中央控制机(主机)串行通信口,将各部分控制信息采集到中央控制机。远距离的使用直接电缆连接,通过Modem调制信号后再通过电话互联网进行远程传输。因为一般的PC机串行口通常只有两个,没办法满足需要,因此增加一个串行口扩展设施,以此增加接入DCS网段的数 量。系统设施连接如图2所示。
中央控制端的设施主要包括一台IBM兼容PC机(Windows9x操作系统)、MOXA公司多用户通信卡In-tellioC218Turbo/PCI与一个可为8个模块提供串口和电话端口的RockwellMultilineMODEM。使用IntellioC218Turbo/PCI(MOXA功能卡)扩展8个DB 25串口,因此使用RJ-45到DB-25转换器将一个MODEM模块连接到其中一个扩展端口上。8个RJ-45插口通过RJ-45到DB-25转换器或RJ-45到DB-9转换器连接计算机串口。

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