学文网食品加工是个多区域、多工艺协调运作的复杂控制过程。因为最终产品和人体健康密切相关，所以对控制系统的精度、可靠性和实时性都提出了很高的要求。本文介绍了某企业在对生产线进行改造时，成功地将罗克韦尔自动化A-B品牌控制产品的设备层、控制层、信息层网络应用到整个生产的自动化管理，大规模应用现场总线技术，并取得了巨大的经济效益。
2008年，东北地区某食品厂进行生产线扩建改造。该厂原来曾采用了众多的PLC-5系列产品，并通过RIO连接在一起。此次改造，该厂生产能力将扩大一半以上，改造过程涉及到原有控制系统的升级、替换和删除。整个工程中最关键的问题，是如何在不停产的基础上，将原有功能和原有现场I／O设备的控制完整切换到新系统上。其次，是该如何采用一个更为合理，更为先进、更为可靠的方案，以适应变频器、智能化仪表等设备在工程上的大量应用。
该工程选用了controlLogix系统，通过其强大的网络功能，包括EtherNet、ControlNet~NDeviceNet等，成功地实现了不停产切换和扩建改造。竣工后的系统信息层采用快速以太网为纽带，实现了工控信息的和共享；控制层则以ControlNet为骨干，有效地规划了系统负荷，使网络更快速更安全；设备层选用了DeviceNet，不仅大大节省了用户投资和现场工作量，还使得信息更垒面，实现了更灵活、更智能化的控制。
1、罗克韦尔NetLinx网络架构概述
罗克韦尔NetLinx网络架构将DeviceNet网络，ControINet网络与新一代Ethernet／IP网络进行了整合，在各个网络的应用层都采用了统一的通用工业协议，从而实现了网络之间信息路由和无缝连接。与其它品牌自动化产品相比，罗克韦尔自动化A-B强大的网络通讯功能是一大显著优势。NetLinx开放式网络结构包含了信息层、控制层和设备层三层网络，在该网络结构体系下，罗克韦尔自动化的Loaix,qZ台为用户提供了不同格式下控制的兼容性。
2、信息层以太网(Ethemet)
以太网技术在近十几年来发展得非常迅速。由于其应用的广泛性和技术的先进性，不仅垄断了商用计算机的通信领域和过程控制领域中上层的信息管理与通信，而且在工业控制领域也得到了大规模的应用，并且也是今后工业现场网络发展的趋势。EtherNet工业协议(EtherNet／IP)是一个开放式工业网络标准，采用IEEE 802.3物理介质及数据链路标准，提供了实时I／O消息和对等信息通讯。典型情况下，EtherNet／IP网络采用有源星型拓扑结构，设备组按点对点方式连接到交换机。交换机提供虚拟连接，有助于控制网络碰撞并减少网络堵塞。罗克韦尔自动化产品中，PLC-5系列和SLC500系列及ControlLogix产品都提供了以太网接口。
3、控制层ControlNel
ControlNet是90年代以后开发和应用的自动化及控制网络，一种用于对信息传送有时间苛刻要求的、高速确定性网络，采用生产者／消费者(Producer／Consumer)模型，支持对等(点对点)、多主和主从通讯方式，或三者的任意组合。高吞吐量5Mb／s的数据传送率用于改善I／0、控制器互锁以及对等通信报文传送的性能。其最主要的特点是：更强的系统功能；更高的效率，因为数据的发送与客户的数量无关；精确的同步化，因为数据同时到达每个节点。ControlNet特别适用于要求有较高的确定性、需要传送大量模拟量数据的过程控制场合
4、设备层DeviceNet
DeviceNet是一个开放的网络，可以将底层的设备直接与车间级控制器相连，如：限位开关、光电传感器、变频器、电力监控模块及触摸屏等，而无需通过硬线将它们与I／O模块连接。这种连接极大的改进了设备间的通讯功能，并可提供诊断、预测故障等功能
通讯网络的重新架构是本工程的一大特色。以ControlNet为骨干，根据物理分布和逻辑关系将原有网络拆分为3段网络，不同网络间传输信息通过ControlLogix的消息指令进行。信息层采用了百兆以太网，通过双绞线和光纤将新老厂区及网管中心连接在一起。主要功能有三点：
(1)与人机界面的通讯，如数据采集、实时监控等。以太网的通用性使人机界面的扩展变得非常简单，且无需使用昂贵的专用插件。同时，在软件中可以广泛利用发展中的各种计算机和网络技术，系统具有近乎无限的扩展能力。
(2)易于与Internet连接。能实现办公自动化网络与工业控制网络的信息无缝集成。系统软件采用Windows XP Server和成熟的关系数据库管理软件。通过MSSQL数据库结构，软件将控制系统的实时数据库转化到MSSQL关系数据库中，进而完成全厂关键设备参数、能源材料消耗等信息的统计，为高效生产、合理调度及设备维修更换提供了科学依据。Windows XP Server~IIS(Intemet Information Service)功能使全厂的相关部门可通过Web浏览器方式浏览数据库信息及检素数据。
(3)工业以太网也可作为两厂区控制网络的备用路由。
应用后效果
系统运行一年多来的实际结果表明，罗克韦尔NetLinx网络架构的应用，在安垒生产、节能降耗等方面发挥了重要作用，设备和网络表现出了前所未有的可维护性和可扩展性，产品的产量和质量均有了稳步的提高，新产品也被不断地开发出来。更为突出的是，工控系统与信息技术的结合，有效地实现了企业的进销存规范化管理，带来了巨大的经济和社会效益。
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