ABB网络控制系统在生产实际中的实际应用 |
前言
随着现代科学技术的日新月异，微电子、计算机、网络等技术不同程度的被应用到工业控制领域的各个方面，江苏沙钢集团润忠二轧的自动化控制网络则是以ABB工业以太网为主体的集成自动化控制系统，称为Advant Ocs 系统。它具有以下几个特点：
1、可以将自动化控制系统相互连接起来，而且还将自动化控制系统连接到PC机和工作站。
2、能以高达10~100Mbit/s的速度实现广泛开放的网络解决方案。
3、启动快速、网络连接方法被大大简化。
4、灵活性大，现有设备可以不受影响地随时扩展。
5、可靠性高，它采用了冗余的网络拓扑结构。
6、无限的通信性能，使用技术可根据用户需求提供伸缩的性能。
Advant Ocs 操作系统以三条总线联接的方式进行控制，三条总线贯穿其中，连接AC450、AOS、AC110、S800 I/O以及传动系统，这三条总线为：
1、Plant Network（基于TCP/IP协议的工厂以太网）。
2、Master Bus 300总线(MB300总线)。
3、Advant Fieldbus 100 (AF100总线)。
实际使用中控制网络并未与工厂以太网网络相连，以下分别介绍控制网络中的元站及总线。
一、MB300总线
MB300网络电缆采用IEE802.3协议，属点对点连接，MB300通过每一个结点实现对上位机的联接以及与AC450等PLC系统的通信。它一般遵循543规则，即由5段组成，4个中继器（Repeater）联接，其中3段可以挂接设备，必须注意的是，只有在电缆的标记处方可通过收发器（Tranceiver）挂接设备，不同的设备联结又采用不同的联结电缆，如到PU510操作站用TK526电缆，而到控制站则选用TK576电缆。Tranceiver 只能安装在主干电缆段上的2.5米标志处，在两个线接头间同轴电缆段上的Tranceiver 间距应为25米的整数倍，其联接方式如图1所示。
T1、T2为终端电阻，其中只要一端接地，终端电阻为50欧姆，MB300总线为同轴电缆，具体又分为粗缆、细缆和光缆，作用各不相同，敷设同轴电缆时，需注意与其它信号电缆的隔离，如距离信号电缆30cm以外，距离380V低压电缆50cm以外，距离高压电缆1.5m以外。
MB300总线选用CS513接口卡，上面的3个拨码开关S1、S2、S3分别用于对网络号、节点号、协议号的设置，其中的S1低四位用于设置主/从站的选择，高四位用于设置协议号，S2用于设置节点号，S3用于设置网络号。
当需要修改或通过故障信息找出故障原因，可以进入工程师站进行数据修改或通过故障代码知道MB300总线的故障所在。
二、AF100总线
Advant Fieldbus 100(AF100)属于现场局域网总线，它联系于AC450、AC110、S800I/O、OPC（小型控制站）及传动系统之间。
AF100通讯总线采用同轴电缆、双绞线，它联接CI520/CI525/CI526通讯接口模块与TC512 modem ，每根双绞线线端必须隔离开，其中一个端头的屏蔽层必须接地，AF100的通讯速率为1.5Mb/s，其电阻为75欧姆。
AF100的相关系统信息从工程师站获得，大体顺序为时间、信息型号、代码、任务号、顺序号、数据，主要它表现有以下几种状态。
代码20 ：CPU通信接口接触丢失
代码21 ：Fatal硬件故障
代码39 ：Device/Station OK
代码72 ：Device/Station 地址OK
代码120 ：过程故障
代码－1 ：执行错误
代码－4 ：系统错误
代码－5 ：小系统站点错误
代码－6 ：通讯故障
代码－9 ：灾难性总线故障
代码－10 ：冗余电缆中断
代码－11 ：冗余电缆OK
AF100总线联接方式如图2所示：
三、AS520i操作站
AS520i操作站由主机、二台显示器、专用键盘、DAT站以及过程/事件打印机组成，主机是基于HP工作站的748i/64型硬盘，4G的容量，带有两个单独的电源供给。主机上的实时加速板RTA是比较重要的部分，它主要负责采集MB300总线上的信息供给操作站处理，RTA板上带有MB300总线的接口以供连接。操作者通过Advacommand用户界面实现在AS520i操作站内的过程处理、系统信息处理等。
四、AC450控制站（AC110类同）
AC450过程控制站由CPU框架及电源、I/O柜等并排组成，最多可装4个CPU,因RAM存贮要求的电源，故应备有备用电池。
在AC450站启动前，拨出其他卡，只留有CPU卡、系统程序卡在框架内，校验电源接线，上电前拨码开关处于clear状态（拨码开关在PM板上），检查24V以及5V、0V电源正常后插上模板，开关仍处于clear状态，此时CPU处于P2状态，把开关位置拨至AUTO，按下启动按钮，等状态再次回到P2状态则表明正常启动。AC450控制站可以正常访问MB300总线下任何一个站点，操作站工作状态如显示绿色方框表示正常，红色同则表示故障或没有，在AC450第一次上电时允许大电流的冲击。
连接AC450控制站下的I/O模块是AC450控制站联系现场元素的重要组成部分，I/O框架的输入模板一般可以接受热电偶信号、脉冲信号、开关信号等，同样通过输出模板对现场的电磁阀、指示灯、传动设备等进行控制。I/O模板的地址不能相互冲突，否则不能正常工作。
通过以上操作站、MB300总线、AF100总线与控制站的相互联接，则具体形成了的ABB网络控制系统，通过它可实现轧线的各种控制。
结束语
事实证明，ABB的Advant Ocs网络控制系统自润忠二轧调试试生产至今二年多一直运行正常，从未出现过网络故障。
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