基于NetLinx的网络架构及应用.docx

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1、基于NetLinx的网络架构及应用摘要：网络技术推动了传统工业控制系统构造的变革。这篇文章分析了NetLinx的体系构造，对其典型网络以太网、控制网和设备网的特性进展了介绍，具体阐述了基于NetLinx的工业控制网络与ERP企业资源方案系统的集成应用。关键词：工业控制网络;网络架构;现场总线网络随着计算机技术、通讯技术、控制技术的开展，信息交换的领域正迅速覆盖工厂的现场设备、控制、治理的各个层次，覆盖从工段、车间、工厂、企业到整个世界的市场，进而逐步形成了以网络集成自动化系统为根底的企业信息系统。而如今多数工厂里不同厂家的产品、数种网络并存，难以将这么多的设备、网络、协议整合运行，这就严重地降

2、低了消费效率，增加了本钱，降低了企业的快速反响才能。面对企业从底层到顶层全方位自动化的要求，在自动化领域世界领先的罗克韦尔自动化推出了一种无缝集成的开放式构造NetLinx作为解决方案。目前在世界范围内，工业十分是汽车制造业正面临着严重的挑战。充分利用先进的自动化技术和治理方式，可以增强消费运行的高效性，知足市场需求，保持竞争的领先地位，并获得最大利润。湖南长丰汽车制造股份有限公司以下简称长丰是全国最大的轻型越野汽车消费厂家，消费的猎豹汽车占据当前全国越野车43%以上的市场份额。但随着消费规模的不断扩大，在消费和物流治理方面存在的问题日益突出，已经成为阻碍公司开展的瓶颈。我们采用成熟的NetL

3、inx开放式现场总线网络在工业设备和高层设备之间提供连接，将底层的现场设备的控制和信息收集、中间层的协调控制和数据交换、数据的处理与通讯以及上层监控与治理整个结合起来，并且作为子网接入其它类型的系统中。实现消费一线的控制系统与ERP系统中治理者决策信息交互，这将大大进步企业系统化治理程度，增强企业市场竞争力。二、NetLinx的体系构造NetLinx是罗克韦尔自动化利用开放式网络技术制定的从顶层到车间层的无缝集成策略，其主要思想是将网络系统与设备有机地结合在一起，用以监控消费，将信息流扩展至整个消费经过，以及利用企业的其他信息，将工厂各个车间连接成网络，实现经过控制数据与信息方便可靠地在PLC

4、可编程控制器、HMI人机界面、变频器、FCS现场总线控制系统、DCS分布式控制系统之间进展交换传递，进而建成一个透明的、开放式构造体系的自动化系统。NetLinx基于三级网络层：信息层、控制层以及设备层。其系统构造如图1所示，各层网络的功能非常明晰。1信息层。这一层采用符合标准TCP/IP协议的以太网构造，它提供上层计算机系统通过以太网访问车间级的数据，主要为全厂范围控制系统的数据收集、监控、计算治理、统计、设备维护治理、消费流程以及物流跟踪效劳，同时可以使计算机访问使用构造化查询语言SQL的开放性数据库。系统治理员可在这层网络上对系统进展监控，对控制器中的程序进展修改，使计算机系统存取消费现

5、场的数据到达实时监控的目的，并对PLC提供支持。由于采用了TCP/IP协议，可以方便地将工业控制网络接入企业局域网Intranet，实现控制系统和ERP系统的集成。2控制层。它在各个PLC之间及其与各种智能化控制设备之间进展控制数据的交换、控制的协调、网上编程和程序维护、远程设备的组态，编程和故障处理，也可以连接各种人机界面产品进展监控。这一层上的网络称作控制网，采用CIPControlandInformationProtocol协议和消费者/客户Producer/Consumer形式，这种形式允许网络上的所有节点同时从单个的数据源存取一样的数据，并分享数据和信息。控制网主要完成智能化的高速实

6、时控制和I/O数据网络以及准确的数据传输功能,它知足连接PLC处理器、HMI以及其它智能化设备所需的实时、高信息吞吐量应用的要求。3设备层。在设备层上采用的设备网，主要把底层的工业设备直接连接到车间控制器上，并对其进展配置和监视。这种连接无需通过I/O模块，即可用方便而快速的实现与工业现场的大量设备的高速数据的收集，极大地减少了接线。设备网是一种柔性地、开放性的网络，可与世界上150家以上的厂商提供的产品兼容。NetLinx与其它工业控制网络相比，具有突出的优点。它采用由Net网络和Linx开放式接口组成的构造，能更有效地实现系统组态、数据收集和控制。其中Net是基于消费者/消费者的通讯模型，

7、定义了一系列超级效劳协议；它支持多播式、事件触发、周期性触发等发送机制；它完全独立于网络介质，可在不同网络介质中组态。控制层/设备层利用现场总线技术把现场设备的信息作为整个企业信息网的根底，进步了控制系统的信息处理才能和运行可靠性，方便了用户对系统的组态、治理和维护。这种开放的现场总线网络，集成了多种网络效劳，采用通用的网络协议和开放的软件接口，保证了无缝的信息和控制数据流传输。图1NetLinx的体系构造可以方便地与Intranet、Internet连接起来，使得其本来就很强大的网络功能更加强大。三、长丰的物流系统长丰在过去的消费活动中出现的最大问题是消费信息的不透明，治理者难以获知每个车间

8、的消费情况，一旦某个消费环节出现问题，需要依靠各级治理者层层上报，经过很长时间后才可以得到处理，造成消费流水线上积存或者停工待料后果，整条消费线的消费节奏就被打乱，给企业带来了相当大的损失。因此如今我们尝试把控制系统与长丰的ERP系统CF_C2I2集成，把消费信息采集到治理系统中，使消费治理者可以实时地获取每个消费阶段的在制品的准确数目和具体的产品信息，一旦消费出现问题，可以及时处理。在整条消费线上施行电子看板治理，可以指导消费线上的装配工作；并且通过Internet把供货需求信息传递给供货厂商。看板治理是施行拉动式JITJustinTime，准时化消费的一种非常有效的手段，它是把看板作为消费

9、指令、取货指令、运输指令，用以控制消费和微调作业方案，到达消费组织上高效率、高效能、高效益的科学治理方法。它是以需求作为整个企业消费的初始拉动点，按照需求的品种、数目、时间和地点来准时地组织各环节消费，前工序仅消费后工序所取走的品种和数目，不进展多余的消费，不设置多余的库存，使企业形成一个逆向的、环环相扣的供给链。电子看板是看板治理和网络技术相结合的一种信息载体，它将车间消费线的工艺流程直观地反映在监视屏幕上，治理人员可以通过与屏幕上工艺流程中各对象的交互，动态获取所需的在制品实时信息，对消费现场进展监控。长丰的消费经过分为冲压、焊装、涂装、总装、检验等环节，我们以长丰的总装为拉动出发点，各消

10、费环节都以取货看板为指令，按照后工序的需要组织消费和配送；必要的信息通过网络一直向上游延伸至原材料、外协件的供给商处，供给商按照用户消费线需要的时间、数目和品种施行消费与运输，所供给的外协件不进入用户仓库存储，直送用户消费线消耗点，进而降低各环节的库存本钱。同时通过发挥看板的现场自动微调功能，平顺排产和物流作业，减低调度协调难度和工作量，进步系统化治理程度。开放的NetLinx网络集成为实现JIT消费提供了最适宜、最可靠的平台。四、治理与控制的系统整合我们将连接长丰全厂的关键设备的自动化控制网络并入治理子网，组成一个开放的互连、互通、互操纵的治理与控制一体化网络，实现自控系统与ERP系统进展信

11、息交换。4.1架构管控一体化的网络按照NetLinx来架构具有开放构造自动化系统网络，它知足全厂自控系统的扩大需要，性能稳定、可靠，易于并入治理信息网络系统。网络系统由三局部组成：在车间内部，采用设备网连接现场底层设备，组成企业底层控制网络；控制网支持数据实时传输，与各种设备连接，如PC，控制器，人机界面，拖动装置以及其它与控制网相连接的设备；由以太网处理与治理信息网络系统的连接，它在复合型构造的通讯网路中作为治理子网，传送消费治理信息。这三层网络能在互相之间并与PC机通讯，有利于设备的实时监控和数据收集。罗克韦尔自动化提供的工控设备具有高兼容性、标准接口和内置的通讯功能，功能强大的软件产品为

12、应用提供了极大地便捷；而且利用罗克韦尔自动化提供的ControlLogix控制平台，它作为控制网、以太网和DH+网络的网桥和路由，方便地将不同的通讯协议、不同厂家的设备数据整合到同一平台。罗克韦尔自动化为用户提供了友好、方便高效图形化编程组态软件，提供了简捷、直观的图形符号以及注释信息，以便用户控制逻辑的表达更加直观，操纵和使用更加方便。使用RSLinx建立工厂所有通讯方案的工具根据通讯特征完成通讯链路的选择和配置，在车间级的PLC与设备与各种应用软件之间提供通讯功能。4.2监控与治理功能的实现软件那么是整个治理与控制系统的灵魂。基于NT的HMI软件RSView32用来动态地监视控制和治理信息

13、。它将设备现场运行状态以工艺流程图、趋势等显示在屏幕上，使控制中心的操纵人员动态监控当前现场的消费状态和重要设备运转情况，涂装车间消费线的工艺流程监控如图2所示。图2涂装车间的消费流程罗克韦尔自动化提供的功能强大的工业数据交割治理软件RSSql，具有分布式数据收集、分布式数据库存储和集中交割治理的系统架构，它还具有数据双向传递的才能，不仅可以将控制层的数据按ERP系统要求的格式提交到企业级的数据库中，方便地将工艺设备层的工艺数据、控制层的状态信息无缝集成到企业信息层数据库，供治理决策和信息发布；而且还可以从ERP的数据库提取数据下传到控制系统的PLC和上位机。建立控制与治理一体化的网络系统，既

14、能利用网络实现现场设备的控制，人们可以在办公室甚至在家里实现远程控制，及时准确地理解消费设备的运行情况，对消费经过进展综合的判定，进而实现消费经过的最优控制；又可利用现场自控系统设备采集的数据为治理提供决策信息效劳。对接收信息汇总分析评估后，通过ERP系统来制定消费调度方案，修正消费治理控制目的，缩短了消费信息的反应周期，可以有效地解决长丰目前存在的问题。五、结论本文介绍了罗克韦尔自动化的NetLinx现场总线网络集成应用技术，它在同类的工业控制网络中具有代表性，对于当代新型控制系统的设计也具有一定的参考价值，此类开放现场总线网络在当代工业企业中的应用将越来越广泛，十分是在企业信息化经过中将成

15、为首选。我们以NetLinx技术为核心，结合罗克韦尔自动化的软、硬件，构建了一套从消费设备层到企业治理层的集成系统，向下可获取不同厂家、不同通讯协议的智能设备数据，向上可与ERP系统实现无缝连接。这种系统有以下优点：屏蔽了不同网络和通讯协议细节；编程工作量小，只需对协议转换模块作相应组态，操纵方便灵敏；系统可靠性较高，维护简单。随着而ERP的不断推广和深化，它的技术上风日益明显，将有更广阔的应用前景。参考文献:1贾东耀，汪仁煌.工业控制网络构造的开展趋势J.工业仪表与自动化装置,20025:12-142第二届“工业自动化与标准化（工业自动化网络的将来）研讨会专题R.仪器仪表标准化与计量，200223浙江大学罗克韦尔自动化中心.可编程控制器系统M.杭州:浙江大学出版社，20024阳宪惠.现场总线技术及应用M.北京：清华大学出版社，19985BhabaR.Sarker,andChidambaramV.Balan.Operationsplanningforamultistagekanbansystem.EuropeanJournalofOperationalResearchJ,1999112:284-3036黄松杰.基于ControlLogix的数据收集系统在ERP中的应用J.电工技术杂志，20026:39-41