計(jì)算機(jī)畢業(yè)論文-MB+網(wǎng)改造成工業(yè)以太網(wǎng)的實(shí)踐

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計(jì)算機(jī)畢業(yè)論文

摘要：本文對(duì)新鋼燒結(jié)廠mb+網(wǎng)改造成工業(yè)以太網(wǎng)的實(shí)踐過程進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)其改造思路進(jìn)行了深入分析，并對(duì)其具體實(shí)施過程的細(xì)節(jié)進(jìn)行了逐條說明，本文對(duì)MB＋網(wǎng)改造成以太網(wǎng)具有參考和指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：MB+網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)1.現(xiàn)狀分析新鋼公司為適應(yīng)全局的發(fā)展，在燒結(jié)廠現(xiàn)有115m2燒結(jié)機(jī)的生產(chǎn)場(chǎng)地上合理布局，再造了一臺(tái)180m2的燒結(jié)機(jī)，兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)由于工藝布局上的原因共用了一條上料系統(tǒng)，即115m2燒結(jié)機(jī)的配料系統(tǒng)。新建的180m2燒結(jié)機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)上采用的是基于TCP/IP的工業(yè)以太網(wǎng)，其傳輸介質(zhì)是光纖，數(shù)據(jù)傳輸速率高，而于始建于2000年的115m2燒結(jié)機(jī)及其配料系統(tǒng)在通訊網(wǎng)絡(luò)上采用的是MODIBUSPLUS（簡(jiǎn)稱MB＋）網(wǎng)，其傳輸介質(zhì)為兩芯屏蔽雙絞線，數(shù)據(jù)傳輸速率相對(duì)較低，而現(xiàn)在工藝布局上要求兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)必須共用一個(gè)上料系統(tǒng)，它們之間必然在存在通訊上的連接。115m2燒結(jié)機(jī)的通訊網(wǎng)絡(luò)采用的是單網(wǎng)架構(gòu)，其通訊的穩(wěn)定性和安全性緊密依賴于單條通訊電纜，在通訊安全上存在不足。當(dāng)然兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)在以下方面存在共性，115m2燒結(jié)機(jī)采用的PLC控制模塊是MODICON公司的，180m2燒結(jié)機(jī)也是；兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)的上位編程軟件和監(jiān)控軟件均為CONCEPT和IFIX，只是版本不同。基于上述情況，我們考慮將115m2燒結(jié)機(jī)的單網(wǎng)架構(gòu)的MB＋網(wǎng)改造成雙網(wǎng)架構(gòu)的以太網(wǎng)，從180m2燒結(jié)機(jī)主控室到配料系統(tǒng)主控室，配料系統(tǒng)主控室到115m2燒結(jié)機(jī)主控室均運(yùn)用雙光纜進(jìn)行通訊。

2.改造思路

通過上述分析，我們對(duì)整個(gè)改造工程有了一個(gè)比較清晰的思路。實(shí)現(xiàn)通訊的關(guān)鍵在于通訊模塊的選用,我們通過對(duì)施耐德電氣提供的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行了分析比較，最終決定選用其型號(hào)為140NOE711X0(100BaseTx/Fx)的以太網(wǎng)通訊模塊用來作通訊連接。NOE771X0模塊具有以下優(yōu)點(diǎn)，它提供RJ-45雙絞線接口及MT-RJ光纖接口各一個(gè)，使用以太網(wǎng)的通訊方式，支持PeerCop定義I/O數(shù)據(jù)表，支持JAVA及嵌入式WEB服務(wù)用來管理PLC硬件。它的連接方式也非常簡(jiǎn)單，只需在現(xiàn)有PLC機(jī)柜底板空閑槽位上插入NOE模塊即可，且支持熱拔插。在確定了通訊模塊的選型后，我們的思路有以下幾條。1、首先鋪設(shè)光纜，從115m2燒結(jié)機(jī)主控室到配料主控室，再從配料主控室到180m2燒結(jié)機(jī)主控室鋪設(shè)雙光纜。2、請(qǐng)專業(yè)人員對(duì)光纜頭與光收發(fā)器進(jìn)行融接。用雙絞線將光收發(fā)器與交換機(jī)相連，再用雙絞線從交換機(jī)轉(zhuǎn)接到NOE模塊。3、安裝NOE模塊和工控機(jī)上以太網(wǎng)卡，對(duì)各NOE模塊和各相應(yīng)工控機(jī)以太網(wǎng)卡的IP進(jìn)行配置，接通其間的通訊。4、對(duì)各工控機(jī)中上位機(jī)編程軟件和監(jiān)控軟件配置進(jìn)行更改，使其由MB＋連接方式轉(zhuǎn)變?yōu)門CP/IP的連接方式。5、對(duì)整個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，更改其中的錯(cuò)誤，完善其中的功能。完成改造后其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如下：

3.具體實(shí)施

首先我們對(duì)以下設(shè)備的選型作了明確，通訊模塊我們選用了施耐德的NOE77100，交換機(jī)我們選用了MOXA工業(yè)交換機(jī)。光纜我們選用了多模鎧裝光纜，光收發(fā)器為，網(wǎng)卡為D_LINK的，雙絞線為AMP的超五類屏蔽線。

硬件的安裝方面我們要注意光纜鋪設(shè)時(shí)其變轉(zhuǎn)角不得超過90。；融接光纖時(shí)要細(xì)心謹(jǐn)慎，光纖盒最好用卡帶進(jìn)行固定；在壓制雙絞線的水晶頭時(shí)，要注意八根線的線序，壓制完后，要測(cè)試其連通性；安裝網(wǎng)卡時(shí)，注意網(wǎng)卡與計(jì)算機(jī)插槽的接觸完好，由于我們要在每臺(tái)計(jì)算機(jī)上安裝雙網(wǎng)卡，所以還要注意網(wǎng)卡中斷資源的分配。軟件的配置方面重點(diǎn)在于IP地址的分配以及上位機(jī)編程和監(jiān)控軟件的配置。

我們先說一下IP地址的分配：比如我廠115m2燒結(jié)機(jī)主控室IP分配可以如下設(shè)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

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

配料系統(tǒng)的IP設(shè)置可依此類推，要注意的地方是，IP地址的分配必須在同一網(wǎng)段內(nèi)且唯一，其子網(wǎng)掩碼為：255.0.0.0。

其次我們對(duì)上位機(jī)的編程軟件及監(jiān)控軟件進(jìn)行配置，為了能讓我們的監(jiān)控軟件IFIX識(shí)別到NOE通訊模塊，我們要用程序附件中的“記事本”程序打開“C:\WINNT\system32\drivers\etc\hosts.ini”文件（注意這里的“C:\WINNT”其實(shí)應(yīng)該是操作系統(tǒng)的安裝目錄），hosts文件存放的是IP地址與設(shè)備名的對(duì)應(yīng)關(guān)系，我們根據(jù)實(shí)際情況對(duì)hosts文件進(jìn)行修改。如下圖所示，假設(shè)84.19.4.1與84.19.4.2是我廠115m2燒結(jié)機(jī)主控室的NOE模塊的IP地址，它對(duì)應(yīng)的D11就是上位機(jī)監(jiān)控軟件IFIX配置中的設(shè)備名，如果對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤，將導(dǎo)致信號(hào)通道的查詢錯(cuò)誤，上位機(jī)監(jiān)控軟件將無法取得正確的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

修改完畢后，存盤退出，此文件只有當(dāng)系統(tǒng)重新啟動(dòng)后才能生效。

在完成hosts文件的修改后，我們需要對(duì)IFIX的通訊配置進(jìn)行更改，將MB+通訊方式更改為以太網(wǎng)的通訊方式。仍以115m2燒結(jié)機(jī)主控室的上位機(jī)配置為例，我們先將MB+通訊方式下的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行備份，然后安裝IFIX的以太網(wǎng)通訊MBE驅(qū)動(dòng)，完成MBE驅(qū)動(dòng)安裝后，我們運(yùn)行IFIX，打開相應(yīng)工程，點(diǎn)擊其中的“I/ODrivers”,顯示“MBE”，雙擊進(jìn)入“MBEDriverConfiguration”,選擇“Channel1”，參照hosts文件的設(shè)置，我們將“DeviceName”設(shè)為D11,“AddressingType”設(shè)為6位，在“PrimaryDevice”中的“IPAddress”錄入主NOE通訊模塊的IP地址:84.19.4.1,在“BackupDevice”中的“IPAddress”錄入從NOE通訊模塊的IP地址:84.19.4.2,其它參數(shù)為系統(tǒng)缺省。IP地址定義完后，還有項(xiàng)重點(diǎn)工作就是定義掃描數(shù)據(jù)塊，需參照MB+模式下的定義一模一樣地的進(jìn)行定義，各數(shù)據(jù)塊的參數(shù)也必須和以前MB+方式下的一致，以免造成錯(cuò)亂。完成掃描數(shù)據(jù)塊的定義后，我們還要在IFIX中配置上位機(jī)網(wǎng)卡的IP地址，點(diǎn)擊“Channel1”配置窗口最右端的“Setup”，彈出“Channel1CommunicationSetting”窗口，可設(shè)置主網(wǎng)卡IP地址和從網(wǎng)卡IP地址，以115m2燒結(jié)機(jī)主控室的上位機(jī)配置為例，我們將某上位機(jī)的主、從網(wǎng)卡分別設(shè)為84.19.4.101和84.19.4.102，而從網(wǎng)卡的設(shè)置要點(diǎn)擊其中的“Advanced”選項(xiàng)來完成，當(dāng)然每塊網(wǎng)卡的配置均可設(shè)置相應(yīng)的“Errorhanding”參數(shù)。以上配置如下圖所示:

完成以上配置后，我們需要將IFIX數(shù)據(jù)庫中的點(diǎn)號(hào)類型由“MBP”更改成“MBE”，由于上述工程的點(diǎn)號(hào)有上千之多，如果手工一個(gè)個(gè)修改，不僅繁瑣，而且容易出錯(cuò)，為此我們可以通過IFIX數(shù)據(jù)庫的“Import”和“Export”功能，將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)導(dǎo)出為CSV格式文件，在Excel中完成修改，再導(dǎo)入到IFIX數(shù)據(jù)庫。

完成了監(jiān)控軟件的配置更改后，我們也要對(duì)編程軟件的配置作相應(yīng)更改，打開Concept中相應(yīng)的工程，在“Project”菜單下點(diǎn)選“Configurator”，彈出“PLCConfiguration”，展開其子項(xiàng)“ConfigExtensions”，點(diǎn)擊“SelectExtensions”，將“TCP/IPEthernet”的數(shù)量設(shè)為2,即意為NOE模塊的數(shù)量為2塊。

隨后，我們要在“PLCConfiguration”的子項(xiàng)“I/OMap”中將NOE模塊配置在與物理機(jī)柜對(duì)應(yīng)的槽位上，比如我們?cè)凇癐/OMap”中的第一個(gè)機(jī)柜上安裝了NOE模塊，其槽位是4號(hào)槽和5號(hào)槽，我們點(diǎn)擊“I/OMap”中的第一個(gè)機(jī)柜相對(duì)應(yīng)的“Edit”列中的按鈕，在“LocalQauntumDrop”的4號(hào)槽和5號(hào)槽上添加NOE模塊。如下圖示：

在完成以上配置后，接下就是點(diǎn)擊“ConfigExtensions”中的“Ethernet/I/OScanner”，將對(duì)應(yīng)槽位的NOE模塊IP地址填入，并將幀格式選為IEEE802.3。

至此，上位監(jiān)控軟件及編程軟件配置全部完成，在經(jīng)過調(diào)試與一段時(shí)間的實(shí)際運(yùn)行后，我們可以宣布，MB+網(wǎng)絡(luò)改造成工業(yè)以太網(wǎng)的工程勝利實(shí)現(xiàn)。這種基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)有效地解決了工控網(wǎng)與辦公管理網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸問題。

4.結(jié)束語

通過近一年的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行，改造后的工業(yè)以太網(wǎng)一直運(yùn)行良好，由于其傳輸速率高達(dá)100M，使得監(jiān)控畫面的運(yùn)行更加快捷。同時(shí)雙網(wǎng)的運(yùn)行模式也有效地提高了整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。依托該網(wǎng)絡(luò)，我們以WEB形式將現(xiàn)場(chǎng)信息全部接入我廠的辦公管理網(wǎng)，使我廠信息化管理水平上了一個(gè)新的臺(tái)階