《基于Profibus现场总线的煤矿井下胶带监控系统（doc 5）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于Profibus现场总线的煤矿井下胶带监控系统（doc 5）（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 国最庞大的下载资料库 (整理. 版权归原作者所有)如果您不是在 站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 要时可将此文件解密基于 场总线的煤矿井下胶带监控系统现场总线是 20 世纪 80 年代中期在国际上发展起来的。它应用在生产现场，实现微机化测量设备之间的双向串行多节点数字通信，它适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化方向的发展，一经产生便成为全球工业自动化技术的热点，受到全世界的普遍关注。自 80 年代末以来，几种现场总线技术如 已逐渐成熟并对工业自动化进程形成影响。 缩写，是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术，可实现现场设备层到车间级监
2、控的分散式数字控制和现场通信，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供可行的解决方案。胶带运输是煤矿生产中十分重要的环节，监控系统在该环节的投入是煤矿现代化生产的趋势。本文以皖北矿务局祁东煤矿的井下胶带监控系统为例，简介 场总线技术在监控系统中的应用。 一、场总线技术 1、貌 一种国际化、开放式、不依赖于生产商的现场总线标准，广泛应用于工业自动化。据应用特点分为 个兼容版本。其中 一种高速(数据传输速率 s12s)的经济的设备级网络，主要用于现场控制器与分散 I/O 之间的通信，可满足交直流调速系统快速响应的时间要求；用 准，传输速率为 s，并提供本质安全特性，适用于安全性要求较高以及由总
3、线供电的场合；要解决车间级通信问题，完成中等传输速度的循环或非循环数据交换任务。 2、总线拓朴结构 根据现场设备到控制器的连接方式，现场总线的拓扑结构可有多种形式，通常采用以下三种：线形、树形和环形。用的是线形结构，其特点是简明，用一根总干线从控制器连接到机械装置(控制对象)，总线电缆从主干电缆分支到现场设备处，控制器扫描所有 I/O 站上的输入，必要时还可发送信息到输出通道。在这种总线结构下，可实现多主式和对等式通信，可以两个控制器共享同一个系统中的信息和 I/O 站。另外，不需关闭总线系统就可以把一个 I/O 设备从总线上拆下，这给总线系统的维修带来了很大方便。 3、设备类型 国最庞大的下
4、载资料库 (整理. 版权归原作者所有)如果您不是在 站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 要时可将此文件解密根据实际设计需要，本系统采用 个 统包括以下三种不同类型的设备： （1）站类型 1 它是 用的中心部件，在一个规定的、重复的信息周期内，中央控制器或 与分布式从站 (站) 交换信息。非循环传输的数据与循环的测量值相比不是经常变动的，因此这种数据与快速循环的有用数据一起传输，但它以较低的优先级传输。主站中的中断确认保证由 站来的中断可靠传输。 （2）站类型 2 这种类型的设备(如编程器、组态设备或操作设备)用于 统的启动、组态或用于正常运行过程（如诊断）中的系统操作。此类型
5、的主站可以读取由设备来的输入、输出、诊断和组态数据。 （3）站 一个 站是一个 I/O 设备，它读取输入信息并向 I/O 提供输出信息，输入和输出信息数取决于设备类型，最大为 244 字节。 4、通信协议 场总线采用了 型的物理层、数据链路层，如图 1 所示。其传输速率为 2大传输距离在 12为 100m，在 为 400m，可用中继器延长至 10传输介质既可以是双绞线，也可以是光缆，最多可挂接 127个站点。 理层与 考模型的第一层相同，采用 议，根据数据传输速率的不同，可选用双绞线和光纤两种传输介质。 据链路层协议媒体访问控制(分采用受控访问的令牌总线(主从方式。令牌总线与局域网 议一致，令
6、牌在总线上的各主站间传递，持有令牌的主站获得总线控制权，该主站依照关系表与从站或与其它主站进行通信。主从方式的数据链路协议与局域网标准不同，它符合 的非平衡正常响 国最庞大的下载资料库 (整理. 版权归原作者所有)如果您不是在 站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 要时可将此文件解密应模式(该模式的工作特点是：总线上一个主站控制着多个从站，主站与每一个从站建立一条逻辑链路；主站发出命令，从站给出响应；从站可以连续发送多个帧，直到无信息发送、达到发送数量或被主站停止为止。数据链路中帧的传输过程分为三个阶段：数据链路建立、帧传输和链路释放。正常响应模式主站与从站之间传输帧的格式如图
7、 2 所示。 F 为帧标志字段 (8 位)。A 为从站地址字段。控制字段 C 表示帧类型、编号、命令和控制信息，它将 分为三种类型：信息帧、监控帧和无编号帧。其中信息帧用于应用数据的传输并捎带应答；监控帧用于监视链路上的正常操作，对链路状态作出各种响应( 如认可帧、请求重传或暂停等)；无编号帧(不含信息字段)用于传输各种无编号命令和响应，例如建立链路工作模式、释放链路及报告特殊情况等。信息字段由应用数据构成，于读写参数值，如写入控制字或读出状态字等，一般为 4B 长，而 于存放控制器的具体控制值、设置站点或状态字的参数，一般为 210B 长，如 第二个字节可设为 0#7#设备的起停控制位。帧校
8、验字段，它对整个帧的内容进行循环冗余码(验。最长可达 24B。 未采用 应用层，而是自行设置一用户层。该层定义了 范与扩展要求等。 综上所述可知， 实时性远高于其它局域网，因而特别适用于工业现场。 二、井下胶带监控系统的硬件结构 应用于皖北矿务局祁东煤矿井下胶带监控系统，硬件系统如图 3 所示，整个系统由上位机、站、站及其现场设备组成。线将所有设备连接起来。其中，站、站均采用 模块系列，主站为 列模块，从站为相应 I/O 模块。（1）分布式 I/O 系统 本系统采用 讯模块与 连接，模块系列，将所有的 模块通过接口模板 ，I/O 模块按主/ 从模式向现场设备提供输出数据并向 上位机馈送输入数据
9、。I/O 模块属于 站。 国最庞大的下载资料库 (整理. 版权归原作者所有)如果您不是在 站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 要时可将此文件解密（2）为 型 1 主站，于控制中心，本系统采用 块化中型 具有强大的处理能力，并集成了 场总线接口装置，同时还具有 理 1024 个语句的速度。序在上位机的编程工具 编译完成后下载到 存储在 。自动运行该程序，根据程序内容读取总线上的所有 I/O 模块的状态字，控制硬件设备。 （3）上位机是 型 2 主站。本系统采用研华工控机作为上位机，通过现场总线接口卡 工控机与现场总线相连。这样工业 与现场总线网段就连接为能完成组态、运行、操作等
10、功能的完整的控制网络系统。为了保证系统的稳定性，系统运用了双机冗余，将另一台工控机通过同样的现场总线接口卡 现场总线相连，若其中一台工控机发生故障，另一台可继续运行。 三、井下胶带监控系统的软件结构 软件结构部分包括 T 操作系统、下位机编程软件、上位机监控软件。 1、下位机编程软件本系统采用 配套编程工具 成硬件组态、参数设置、序编制、测试、调试和文档处理。通常，用户程序由组织块(功能块(C) 和数据块 (成。其中，系统操作程序与应用程序在各种条件下的接口界面，用于控制程序的运行。用户子程序。用户定义的用于存取数据的存储区，本系统中它是上位机监控软件与 序的数据接口点。在 配置与其相对应的
11、就可实现上位机监控软件 序的数据接口。 2、上位机监控软件 控组态软件是由美国 司开发的基于 T 的大型应用软件，它集控制技术、人机界面技术、图形技术、数据库技术、网络技术于一身，包含动态显示、报警、趋势、控制策略、控制网络通信等组件，提供一个友好的用户界面，使用户可根据实际生产需要生成相应的应用软件。 （1）与 场总线的接口 数据流程 用 I/O 驱动程序从设备中读写数据，每个 I/O 驱动程序支持其特定硬件。对于本系统的 络，采用 动程序获取其上数据。态 国最庞大的下载资料库 (整理. 版权归原作者所有)如果您不是在 站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 要时可将此文件解密软件首先通过 动程序软件接口从现场的过程硬件中获取数据，存入 动程序映象表中(驱动程序映象表在系统运行时实际上是一块内存区)，内部数据库(过 序从 中获取它所需的数据，应用软件(如 画面运行程序、报表生成程序等)都通过内部数据库访问软件从 部数据库中获取来自过程硬件的信息，这样就可以实现在工业流程画面上动态地显示现场各过程硬件的运行状态，数据也可以按相反的顺序写回现场过程硬件，执行控制操作。相应的数据采集流程如图 4 所示。 置 动程序的应用中很重要的问题是 地址转换问题，在 设置的 应转换为 ，这需要在 置中实现。对 备、起始地址及其它一些参
