025_企业信息化技术白皮书

目录page１目录第一部分企业信息化技术白皮书.....................................................................................................................２1工业自动化控制系统.....................................................................................................................................２1.1前言.........................................................................................................................................................２1.2设计原则.................................................................................................................................................３1.3系统架构.................................................................................................................................................４1.4产品的选型.............................................................................................................................................６1.5系统功能.............................................................................................................................................１２HantangelectronicWorkstationMail:[e-mail]２汉唐电子.弱电工程资料全集弱电工程资料全集弱电工程系统白皮书第一部分企业信息化技术白皮书1工业自动化控制系统1.1前言近年来,随着现代科学技术的飞速发展，数字技术已经深入到人民生活的各个领域，由于微电子技术,计算机应用技术、多媒体技术、数字化技术、机电一体化技术、计算机控制理论和可靠性理论的广泛应用，技术设备已进入数字化时代。这些高新技术也为工业控制系统的新设备、新技术的开发、生产、使用和维护带来了巨大的变化。每一项新兴的技术几乎都要在自动控制，尤其是工业自动控制系统中显示其特有的发展轨迹。工业自动化控制技术的数字化、智能化、电脑化、网络化已经成为不可避免的发展趋势。如何把握这种机遇，紧跟世界信息技术的发展步伐无疑是摆在我们面前的一个问题。工业自动化控制技术历经了仪表控制、单板机、计算机集中控制技术、单片机技术、DCS集散控制技术，嵌入式系统等多个或垂直或平行的发展阶段。这些控制技术在本质上并没有什么优劣之分。现在众多的系统仍然采用单一的或多种技术相结合的方式进行组合，从实际需求出发，满足不同的用户的各种复杂的控制需求。当今公认的较成熟的控制系统非DCS集散控制系统莫属，不仅从技术上得到越来越多的其他技术的支持，也从理论上得到越来越多的支持。而DCS技术的发展在不同的阶段也呈现出不同的发展趋势，当下DCS技术的发展已经将重心倾向于INTERNET。作为以信息技术为主攻方向的XX公司无疑更加关注信息技术在自动化控制系统，尤其是工业自动化方面的应用。而DCS系统无疑是我们所关注的中心。DCS系统已经不再是计算机加上专用的分布式模板的构架，随着工业自动化过程控制理论和计算机技术的迅猛发展，对工业自动化过程控制系统的可靠性、复杂性、功能的完善性、系统的可维护性、人机界面的友好性、数据的可分析可管理性等各个方面都提出了愈来愈高的要求。DCS系统日益提高的要求体现在：系统之间的横向数据交换日益增加；系统与管理层和现场仪表级的数据交换日益增加；HantangelectronicWorkstationMail:[e-mail]３汉唐电子.弱电工程资料全集弱电工程资料全集弱电工程系统白皮书现场总线的应用越来越广泛；厂商的产品日益开放，通过OPC、SQL等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现；全集成，一体化的解决方案在这种要求下我们根据市场的需求和自身的技术实力推出了以高性能可编程控制器（PLC）为主体的集中监视和分散控制的自动化监控系统------LPT2000系列自动化控制系统。1.2设计原则在系统的总体的设计中，我们将遵循以下设计原则：系统的开放性原则：集成后的系统应是一个开放系统，系统集成的过程主要是解决不同系统和产品间接口和协议的“标准化”，以使它们之间达到“互操作性”。我们的自动化系统应当向外界提供标准数据接口、网络接口、系统和应用软件接口等。系统的可扩展性原则：在项目实施的过程中，甚至在系统运行一段时间之后，使用者的管理概念发生了一些变化，会对现有系统提出一些设备或功能上的扩充的要求。要求在系统设计初期就为这种扩充做好设备上的或是功能上的准备。任何系统在设计的时候都不能做到面面俱到，这就是系统的有限性。要突破这种有限性就要求我们提供一种手段能保证系统能最大限度地完成预定的工作。灵活性原则：真对项目实施的复杂性，系统在设计时应充分考虑到软件和硬件选配上的灵活性，以满足施工需求。系统的兼容性和应用软件可移植性原则：在可能的情况下应考虑软件和硬件在一定的条件下可被其他平台兼容。甚至成为其他平台下的一个子系统。这并不与系统的独立性和可靠性原则相抵触。可维护性原则：这取决于所选型产品的技术开放性以及产品自身的可维护性，这是我们选择一个产品的重要依据。系统的长生命周期原则：取决于产品的先进性和其技术开放性，而不能片面的理解为产品的使用寿命。虽然后者是决定系统的生命周期主要因素，但保证系统的先进性以保证用户投资依然是我们考虑的重点。HantangelectronicWorkstationMail:[e-mail]４汉唐电子.弱电工程资料全集弱电工程资料全集弱电工程系统白皮书系统的独立性和可靠性原则系统在所辖的监控范围内是相对独立的，其操作的具体过程是非透明的，为提高其可靠性，系统的独立性应被着重强调。即便涉及到系统接口的透明性的时候依然要按照这个原则进行权衡。此外，系统的先进性还应体现在：模块化集成；互连性管理；灵活的可管理性；系统的先进性；系统的经济性和可靠性；1.3系统架构标准的DCS系统从一开始就有一种标准的组合模式，要有工程师站，操作员站，控制站和相应的传感变送器和现场执行机构。当然在人机交互界面（MMI）上还要求有良好的人机交互机制，还有相应的能提高人机交流能力的设备，如触摸屏和打印机。一个标准的DCS系统的构架基本如下：HantangelectronicWorkstationMail:[e-mail]５汉唐电子.弱电工程资料全集弱电工程资料全集弱电工程系统白皮书工程师站操作员站打印机控制站手动操作器手动操作器...现场传感器现场传感器...现场执行机构现场传感器和变送器但这几乎不能符合当今控制系统对大数据量和日益增长通讯量的要求，也不能满足分布控制的实际需要。使用下面这种拓扑结构更能体现出DCS系统的优越之处。HantangelectronicWorkstationMail:[e-mail]６汉唐电子.弱电工程资料全集弱电工程资料全集弱电工程系统白皮书工程师站操作员站打印机控制站手动操作器手动操作器...现场传感器现场传感器...现场执行机构现场传感器和变送器工厂级网络工业EtherNet网/现场总线工业EtherNet网/现场总线简单在后边一种拓扑中，每一个设备都是有“脑”的设备，只服从于自己的操作系统和预定的程序。连接这些设备的是各种预先设置好的各种协议，这样就可以使各种设备之间相互没有干扰而又能协调工作。确实是一种十分理想的控制方式。1.4产品的选型依照我们的系统设计原则，我们选定德国西门子公司生产的可编程控制器（S7系列PLC），做控制系统的心脏。围绕这种选择，我们还将选用与之相配合的产品和操作、通讯协议来满足不同用户与不同设备的控制要求。控制主机的选型：如果系统不大，我们可以选择S7-300系列的产品，其特点如下：HantangelectronicWorkstationMail:[e-mail]７汉唐电子.弱电工程资料全集弱电工程资料全集弱电工程系统白皮书SIMATICS7－300系列可编程控制器（PLC）能使你选择最适合的CPU以满足特殊应用。这可以是有纯粹过程控制能力的CPU、集成过程控制功能的CPU或带有一个集成的PROFIBUS－DP接口的CPU。所有这些CPU都有一个编程用的接口。多点接口的其他优点是，它很容易建立一个小型网络。不需要附加任何硬件或软件，不需编程。----300型PLC的最大存储量为512KB的主存储器，CPU能最多处理82K语句，并提供最大8192个标记，512个定时器和512个计数器。较小的CPU可扩充到128DI/DO或32AI/AO；较大的CPU可扩充到1024DI/DO或128AI/AO。无电压RAM存储器长时间的保持动态数据，如标记、计数器和数据字，最大容量达4K。其最大优点是不再需要额外的后备电池。还可以使用程序存储器来保证程序和数据安全性，如果确实需要安全保护数据，可将用户程序存储在存储卡内，用这种方式，可保证断电时不会丢失数据或程序，存储卡以FLASHEPROM提供最大512KB存储器。它们是直接在CPU内编程，因此不需要MC编程器。存储卡在CPU上的中央数据管理方面也起到重要作用，这是因为，连接I/O模块的所有参数化数据都安全的存储在卡上。当更换模块时，不需要一个新的编程设备，甚至不必重新分配参数。作为一种实际的替代办法，在断电时，可用后备电池在内部自动地将所有程序和数据保存在CPU上。一个系列中的多种产品决定了配置的灵活性。下面就是一部分CPU的指标。312C313C313C-2PtP313C-2DP314C-2PtP314C-2DP指令运行时间(二进制/定点/浮点)0.2/4/40μs0.1/2/20μs0.1/2/20μs0.1/2/20μs0.1/2/20μs0.1/2/20μs主存储器16KB32KB32KB32KB48KB48KBSIMATICMicro存储卡64KB-4MB64KB-4MB64KB-4MB64KB-4MB64KB-4MB64KB-4MB本机分布式I/ODI/DOAI/AO*PT10010/6-/-24/164+1*/216/16-/-16/16-/-24/164+1*/224/164+1*/2技术功能-计数/频率测量-脉冲输出-闭环控制-定位2(10KHz)2(2.5KHz)--3(30KHz)4(2.5KHz)是-3(30KHz)4(2.5KHz)是-3(30KHz)4(2.5KHz)是-4(60KHz)4(2.5KHz)是14(60KHz)4(2.5KHz)是1接口-MPI187.5kbps是是是是是是HantangelectronicWorkstationMail:[e-mail]８汉唐电子.弱电工程资料全集弱电工程资料