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1、2021年新钢工业以太网设计性能论文 一、现状分析 新钢公司为适应全局的发展,在烧结厂现有115m2烧结机的生产场地上合理布局,再造了一台180m2的烧结机,两台烧结机由于工艺布局上的原因共用了一条上料系统,即115m2烧结机的配料系统。新建的180m2烧结机通讯网络上采用的是基于TCP/IP的工业以太网,其传输介质是光纤,数据传输速率高,而于始建于2000年的115m2烧结机及其配料系统在通讯网络上采用的是MODIBUSPLUS(简称MB)网,其传输介质为两芯屏蔽双绞线,数据传输速率相对较低,而现在工艺布局上要求两台烧结机必须共用一个上料系统,它们之间必然在存在通讯上的连接。115m2烧结机
2、的通讯网络采用的是单网架构,其通讯的稳定性和安全性紧密依赖于单条通讯电缆,在通讯安全上存在不足。当然两台烧结机在以下方面存在共性,115m2烧结机采用的PLC控制模块是MODICON公司的,180m2烧结机也是;两台烧结机的上位编程软件和监控软件均为CONCEPT和IFIX,只是版本不同。基于上述情况,我们考虑将115m2烧结机的单网架构的MB网改造成双网架构的以太网,从180m2烧结机主控室到配料系统主控室,配料系统主控室到115m2烧结机主控室均运用双光缆进行通讯。 二、改造思路 通过上述分析,我们对整个改造工程有了一个比较清晰的思路。实现通讯的关键在于通讯模块的选用,我们通过对施耐德电气
3、提供的TCP/IP网络设备进行了分析比较,最终决定选用其型号为140NOE711X0(100BaseTx/Fx)的以太网通讯模块用来作通讯连接。NOE771X0模块具有以下优点,它提供RJ-45双绞线接口及MT-RJ光纤接口各一个,使用以太网的通讯方式,支持PeerCop定义I/O数据表,支持JAVA及嵌入式WEB服务用来管理PLC硬件。它的连接方式也非常简单,只需在现有PLC机柜底板空闲槽位上插入NOE模块即可,且支持热拔插。在确定了通讯模块的选型后,我们的思路有以下几条。 1、首先铺设光缆,从115m2烧结机主控室到配料主控室,再从配料主控室到180m2烧结机主控室铺设双光缆。 2、请专业
4、人员对光缆头与光收发器进行融接。用双绞线将光收发器与交换机相连,再用双绞线从交换机转接到NOE模块。 3、安装NOE模块和工控机上以太网卡,对各NOE模块和各相应工控机以太网卡的IP进行配置,接通其间的通讯。 4、对各工控机中上位机编程软件和监控软件配置进行更改,使其由MB连接方式转变为TCP/IP的连接方式。 5、对整个通讯网络进行测试验证,更改其中的错误,完善其中的功能。 三、具体实施 首先我们对以下设备的选型作了明确,通讯模块我们选用了施耐德的NOE77100,交换机我们选用了MOXA工业交换机。光缆我们选用了多模铠装光缆,光收发器为,网卡为D_LINK的,双绞线为AMP的超五类屏蔽线。
5、 硬件的安装方面我们要注意光缆铺设时其变转角不得超过90。;融接光纤时要细心谨慎,光纤盒最好用卡带进行固定;在压制双绞线的水晶头时,要注意八根线的线序,压制完后,要测试其连通性;安装网卡时,注意网卡与计算机插槽的接触完好,由于我们要在每台计算机上安装双网卡,所以还要注意网卡中断资源的分配。 软件的配置方面重点在于IP地址的分配以及上位机编程和监控软件的配置。 我们先说一下IP地址的分配:比如我厂115m2烧结机主控室IP分配可以如下设置: NOE1地址:84.19.4.1,NOE2地址:84.19.4.2 ZCFOS1操作站IP1地址:84.19.4.101,IP2地址:84.19.4.102
6、 ZCFOS2操作站IP1地址:84.19.4.103,IP2地址:84.19.4.104 ZCFOS3操作站IP1地址:84.19.4.105,IP2地址:84.19.4.106 配料系统的IP设置可依此类推,要注意的地方是,IP地址的分配必须在同一网段内且唯一,其子网掩码为:255.0.0.0。 其次我们对上位机的编程软件及监控软件进行配置,为了能让我们的监控软件IFIX识别到NOE通讯模块,我们要用程序附件中的“记事本”程序打开“C:WINNTsystem32driversetchosts.ini”文件(注意这里的“C:WINNT”其实应该是操作系统的安装目录),hosts文件存放的是I
7、P地址与设备名的对应关系,我们根据实际情况对hosts文件进行修改。如下图所示,假设84.19.4.1与84.19.4.2是我厂115m2烧结机主控室的NOE模块的IP地址,它对应的D11就是上位机监控软件IFIX配置中的设备名,如果对应错误,将导致信号通道的查询错误,上位机监控软件将无法取得正确的监控数据。 修改完毕后,存盘退出,此文件只有当系统重新启动后才能生效。 在完成hosts文件的修改后,我们需要对IFIX的通讯配置进行更改,将MB+通讯方式更改为以太网的通讯方式。仍以115m2烧结机主控室的上位机配置为例,我们先将MB+通讯方式下的监控系统进行备份,然后安装IFIX的以太网通讯MB
8、E驱动,完成MBE驱动安装后,我们运行IFIX,打开相应工程,点击其中的“I/ODrivers”,显示“MBE”,双击进入“MBEDriverConfiguration”,选择“Channel1”,参照hosts文件的设置,我们将“DeviceName”设为D11,“AddressingType”设为6位,在“PrimaryDevice”中的“IPAddress”录入主NOE通讯模块的IP地址:84.19.4.1,在“BackupDevice”中的“IPAddress”录入从NOE通讯模块的IP地址:84.19.4.2,其它参数为系统缺省。IP地址定义完后,还有项重点工作就是定义扫描数据块,需
9、参照MB+模式下的定义一模一样地的进行定义,各数据块的参数也必须和以前MB+方式下的一致,以免造成错乱。完成扫描数据块的定义后,我们还要在IFIX中配置上位机网卡的IP地址,点击“Channel1”配置窗口最右端的“Setup”,弹出“Channel1CommunicationSetting”窗口,可设置主网卡IP地址和从网卡IP地址,以115m2烧结机主控室的上位机配置为例,我们将某上位机的主、从网卡分别设为84.19.4.101和84.19.4.102,而从网卡的设置要点击其中的“Advanced”选项来完成,当然每块网卡的配置均可设置相应的“Errorhanding”参数。 完成以上配置
10、后,我们需要将IFIX数据库中的点号类型由“MBP”更改成“MBE”,由于上述工程的点号有上千之多,如果手工一个个修改,不仅繁琐,而且容易出错,为此我们可以通过IFIX数据库的“Import”和“Export”功能,将数据库中的数据导出为CSV格式文件,在Excel中完成修改,再导入到IFIX数据库。 完成了监控软件的配置更改后,我们也要对编程软件的配置作相应更改,打开Concept中相应的工程,在“Project”菜单下点选“Configurator”,弹出“PLCConfiguration”,展开其子项“ConfigExtensions”,点击“SelectExtensions”,将“TC
11、P/IPEthernet”的数量设为2,即意为NOE模块的数量为2块。 随后,我们要在“PLCConfiguration”的子项“I/OMap”中将NOE模块配置在与物理机柜对应的槽位上,比如我们在“I/OMap”中的第一个机柜上安装了NOE模块,其槽位是4号槽和5号槽,我们点击“I/OMap”中的第一个机柜相对应的“Edit”列中的按钮,在“LocalQauntumDrop”的4号槽和5号槽上添加NOE模块。 在完成以上配置后,接下就是点击“ConfigExtensions”中的“Ethernet/I/OScanner”,将对应槽位的NOE模块IP地址填入,并将帧格式选为IEEE802.3。公务员之家 至此,上位监控软件及编程软件配置全部完成,在经过调试与一段时间的实际运行后,我们可以宣布,MB+网络改造成工业以太网的工程胜利实现。这种基于TCP/IP的网络有效地解决了工控网与办公管理网的数据传输问题。 四、结束语 通过近一年的实际生产运行,改造后的工业以太网一直运行良好,由于其传输速率高达100M,使得监控画面的运行更加快捷。同时双网的运行模式也有效地提高了整个生产系统的稳定性。依托该网络,我们以WEB形式将现场信息全部接入我厂的办公管理网,使我厂信息化管理水平上了一个新的台阶。