來源：網(wǎng)絡(luò) 2012-07-24 關(guān)鍵詞：自動化 NetLinx　設(shè)備控制 工業(yè)通信　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展，信息交換已迅速覆蓋了工廠的現(xiàn)場設(shè)備控制、管理的各個層次，覆蓋了從工段、車間、工廠、企業(yè)到整個世界的市場，從而逐步形成了以網(wǎng)絡(luò)集成自動化系統(tǒng)為基礎(chǔ)的企業(yè)信息系統(tǒng)。但實(shí)際上，現(xiàn)在多數(shù)工廠里不同廠家的產(chǎn)品、數(shù)種網(wǎng)絡(luò)并存，那么多的設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、協(xié)議難以整合運(yùn)行，這就嚴(yán)重地降低了生產(chǎn)效率，增加了成本，降低了企業(yè)的快速反應(yīng)能力。面對企業(yè)從底層到頂層全方位自動化的要求，無縫集成的開放式結(jié)構(gòu)NetLinx解決方案應(yīng)運(yùn)而生?！　『祥L豐汽車制造股份有限公司(以下簡稱長豐)采用了成熟的NetLinx開放式現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接工業(yè)設(shè)備和高層系統(tǒng)，將底層的現(xiàn)場設(shè)備控制和信息采集、中間層的協(xié)調(diào)控制和數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)的處理與通信以及上層監(jiān)控與管理全部結(jié)合起來，并且作為子網(wǎng)接入其它類型的系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)一線的控制系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)中管理者決策信息的交互，大大提高了企業(yè)的系統(tǒng)化管理水平，增強(qiáng)了市場競爭力?！　etLinx的體系結(jié)構(gòu)　　NetLinx是羅克韋爾自動化利用開放式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)制定的從頂層到車間層的無縫集成系統(tǒng)，其主要思想是將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與設(shè)備有機(jī)地結(jié)合在一起，用以監(jiān)控生產(chǎn)，將信息流擴(kuò)展至整個生產(chǎn)過程，并利用企業(yè)的其他信息將工廠各個車間連接成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)過程控制數(shù)據(jù)與信息方便可靠地在PLC、HMI、變頻器、FCS、DCS之間進(jìn)行交換傳遞，從而建成一個透明的、開放式結(jié)構(gòu)體系的企業(yè)自動化系統(tǒng)?！　etLinx基于三級網(wǎng)絡(luò)層：信息層、控制層以及設(shè)備層，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，各層網(wǎng)絡(luò)的功能非常明晰。　　
　　1、信息層　　信息層采用符合標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，它提供上層計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過以太網(wǎng)訪問車間級的數(shù)據(jù)，主要實(shí)現(xiàn)全廠范圍控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、計(jì)算管理、統(tǒng)計(jì)、設(shè)備維護(hù)管理、生產(chǎn)流程以及物流跟蹤服務(wù)，同時可以使計(jì)算機(jī)訪問使用結(jié)構(gòu)化查詢語言(SQL)的開放性數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)管理員可在這層網(wǎng)絡(luò)上對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、對控制器中的程序進(jìn)行修改，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存取生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)達(dá)到實(shí)時監(jiān)控的目標(biāo)，并對PLC提供支持。由于采用了TCP/IP協(xié)議，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)可以方便地接入企業(yè)局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)的集成?！　?、 控制層　　控制層主要在各個PLC之間及其與各種智能化控制設(shè)備之間進(jìn)行控制數(shù)據(jù)的交換，控制的協(xié)調(diào)，網(wǎng)上編程和程序維護(hù)，遠(yuǎn)程設(shè)備的組態(tài)、編程和故障處理，也可以連接各種HMI產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)控。這一層上的網(wǎng)絡(luò)稱作“控制網(wǎng)”，它采用CIP協(xié)議和“生產(chǎn)者/客戶”模式，這種模式允許網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)可以同時從單個的數(shù)據(jù)源存取相同的數(shù)據(jù)，并共享數(shù)據(jù)和信息。控制網(wǎng)主要完成智能化的高速實(shí)時控制和I/O數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)以及準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)傳輸功能，可以滿足連接PLC處理器、HMI以及其它智能化設(shè)備所需的實(shí)時、高信息吞吐量應(yīng)用的要求?！　?、設(shè)備層　　在設(shè)備層上采用的設(shè)備網(wǎng)主要是為了把底層的工業(yè)設(shè)備直接連接到車間控制器上，以對其進(jìn)行配置和監(jiān)視。這種連接無需通過I/O模塊即可用方便而快速地實(shí)現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場大量設(shè)備數(shù)據(jù)的高速采集，極大地減少了接線。該設(shè)備網(wǎng)是一種柔性的、開放性的網(wǎng)絡(luò)，可以兼容世界上150家以上的廠商提供的產(chǎn)品?！　etLinx與其它工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)相比，具有突出的優(yōu)點(diǎn)。它采用由Net和Linx (開放式接口)組成的結(jié)構(gòu)，能更有效地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)組態(tài)、數(shù)據(jù)采集和控制。Net是基于生產(chǎn)者/消費(fèi)者的通信模型，它定義了一系列超級服務(wù)協(xié)議，支持多播式、事件觸發(fā)、周期性觸發(fā)等發(fā)送機(jī)制，并完全獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)，可在不同網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)中組態(tài)?？刂茖?設(shè)備層利用現(xiàn)場總線技術(shù)把現(xiàn)場設(shè)備的信息作為整個企業(yè)信息網(wǎng)的基礎(chǔ)，提高了控制系統(tǒng)的信息處理能力和運(yùn)行可靠性，方便了用戶對系統(tǒng)的組態(tài)、管理和維護(hù)。這種開放的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)集成了多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，采用通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和開放的軟件接口，保證了無縫的信息和控制數(shù)據(jù)流傳輸，可以方便地與Intranet、Internet連接起來，使得本來就很強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能更加強(qiáng)大?！　?center>
　　長豐的物流系統(tǒng)　　長豐在過去的生產(chǎn)中面臨的最大問題是生產(chǎn)信息的不透明，這使管理者難以獲知每個車間的生產(chǎn)情況，一旦某個生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，需要依靠各級管理者層層上報，經(jīng)過很長時間后才能夠得到處理，常常造成生產(chǎn)流水線上產(chǎn)品積壓或停工待料，整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)奏都被打亂，給企業(yè)帶來了相當(dāng)大的損失。后來，我們嘗試把控制系統(tǒng)與長豐的 ERP系統(tǒng)(CF-C2I2)集成，把生產(chǎn)信息收集到管理系統(tǒng)中，使管理者能夠?qū)崟r地獲取每個生產(chǎn)階段在制品的準(zhǔn)確數(shù)量和詳細(xì)的產(chǎn)品信息，一旦生產(chǎn)出現(xiàn)問題，可以及時得到處理。整條生產(chǎn)線實(shí)施電子看板管理，并且通過Internet把供貨需求信息傳遞給供貨廠商?！　】窗骞芾硎菍?shí)施拉動式JIT的一種非常有效的手段，它把看板作為生產(chǎn)指令、取貨指令、運(yùn)輸指令，用以控制生產(chǎn)和微調(diào)作業(yè)計(jì)劃，以達(dá)到生產(chǎn)組織上高效率、高效能、高效益的科學(xué)管理方法。看板管理以需求作為整個企業(yè)生產(chǎn)的初始拉動點(diǎn)，按照需求的品種、數(shù)量、時間和地點(diǎn)來準(zhǔn)時地組織各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，前工序僅生產(chǎn)后工序所取走的品種和數(shù)量，不進(jìn)行多余的生產(chǎn)，也不設(shè)置多余的庫存，使企業(yè)形成了一個逆向的、環(huán)環(huán)相扣的供應(yīng)鏈。電子看板是看板管理和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的信息載體，它將車間生產(chǎn)線的工藝流程直觀地反映在監(jiān)視屏幕上，管理人員可以通過與屏幕上工藝流程中各對象的交互，動態(tài)地獲取所需的在制品實(shí)時信息，并對生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控。　　長豐的生產(chǎn)過程分為沖壓、焊裝、涂裝、總裝、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)，我們以長豐的總裝為拉動起點(diǎn)，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)都以取貨看板為指令，按照后工序的需要組織生產(chǎn)和配送，必要的信息通過網(wǎng)絡(luò)一直向上游延伸至原材料、外協(xié)件的供應(yīng)商處，供應(yīng)商按照用戶生產(chǎn)線需要的時間、數(shù)量和品種實(shí)施生產(chǎn)與運(yùn)輸，所供應(yīng)的外協(xié)件不進(jìn)入用戶倉庫存儲，直接送至用戶生產(chǎn)線消耗點(diǎn)，從而大大降低了各環(huán)節(jié)的庫存成本，同時，看板的現(xiàn)場自動微調(diào)功能可以平順排產(chǎn)和物流作業(yè)，減低了調(diào)度協(xié)調(diào)難度和工作量，提高了系統(tǒng)化的管理水平。開放的NetLinx網(wǎng)絡(luò)集為實(shí)現(xiàn)JIT生產(chǎn)提供了合適、可靠的平臺。　
　　管理與控制的系統(tǒng)整合　　我們將連接長豐全廠的關(guān)鍵設(shè)備的自動化控制網(wǎng)絡(luò)并入管理子網(wǎng)，組成了一個開放的互連、互通、互操作的管理與控制一體化網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了自動化控制與ERP系統(tǒng)的信息交換?！　?、架構(gòu)管控一體化的網(wǎng)絡(luò)　　按照NetLinx來架構(gòu)具有開放結(jié)構(gòu)的自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)可以滿足長豐全廠自控系統(tǒng)的擴(kuò)充需要，而且網(wǎng)絡(luò)性能穩(wěn)定、可靠，易于并入管理信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?！　【W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由三部分組成：車間內(nèi)部采用設(shè)備網(wǎng)連接現(xiàn)場底層設(shè)備，組成企業(yè)底層控制網(wǎng)絡(luò);控制網(wǎng)支持?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時傳輸，與各種設(shè)備連接，如PC、控制器、HMI、拖動裝置以及其它與控制網(wǎng)相連接的設(shè)備;由以太網(wǎng)處理和管理信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接，它在復(fù)合型結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)路中作為管理子網(wǎng)，傳送生產(chǎn)管理信息。這三層網(wǎng)絡(luò)相互之間可以通信并可與PC機(jī)通信，有利于設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。羅克韋爾自動化提供的工控設(shè)備具有高兼容性、標(biāo)準(zhǔn)接口和內(nèi)置的通信功能，功能強(qiáng)大的軟件產(chǎn)品為用戶提供了極大的應(yīng)用便捷性，而且利用羅克韋爾自動化提供的ControlLogix控制平臺作為控制網(wǎng)、以太網(wǎng)和DH+網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)橋和路由，可以方便地將不同的通信協(xié)議、不同廠家的設(shè)備數(shù)據(jù)整合到同一平臺?！　×_克韋爾自動化為用戶提供了友好、方便、高效的圖形化編程組態(tài)軟件，提供了簡捷、直觀的圖形符號以及注釋信息，以便用戶控制邏輯的表達(dá)更加直觀，操作和使用也更加方便。使用RSLinx(建立工廠所有通信方案的工具)根據(jù)通信特征完成通信鏈路的選擇和配置，可以在車間級的PLC、設(shè)備及各種應(yīng)用軟件之間提供通信功能?！　?、監(jiān)控與管理功能的實(shí)現(xiàn)軟件是整個管理與控制系統(tǒng)的靈魂。　　基于NT的HMI軟件——RSView32被用來動態(tài)地監(jiān)視控制和管理信息。它將設(shè)備現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)以工藝流程圖、趨勢等顯示在屏幕上，使控制中心的操作人員動態(tài)監(jiān)控當(dāng)前現(xiàn)場的生產(chǎn)狀態(tài)和重要設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況?！　×_克韋爾自動化提供的功能強(qiáng)大的工業(yè)數(shù)據(jù)交割管理軟件RSSql具有分布式數(shù)據(jù)采集、分布式數(shù)據(jù)庫存儲和集中交割管理的系統(tǒng)架構(gòu)，還具有數(shù)據(jù)雙向傳遞的能力，不僅可以將控制層的數(shù)據(jù)按ERP系統(tǒng)要求的格式提交到企業(yè)級的數(shù)據(jù)庫中，方便地將工藝設(shè)備層的工藝數(shù)據(jù)、控制層的狀態(tài)信息無縫集成到企業(yè)信息層數(shù)據(jù)庫供管理決策和信息發(fā)布，還可以從ERP的數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)下傳到控制系統(tǒng)的PLC和上位機(jī)。　　建立控制與管理一體化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，既能利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的控制，使人們可以在辦公室甚至在家里實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，及時準(zhǔn)確地了解生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行情況，對生產(chǎn)過程進(jìn)行綜合的判斷，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的最優(yōu)控制，又可利用現(xiàn)場自控系統(tǒng)設(shè)備收集的數(shù)據(jù)為管理提供決策信息服務(wù)。對接收信息匯總分析評估后，管理人員通過ERP系統(tǒng)來制定生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃，修正生產(chǎn)管理控制目標(biāo)，縮短了生產(chǎn)信息的反饋周期，能夠有效地解決長豐目前存在的問題。　　結(jié) 論　　我們以NetLinx技術(shù)為核心，結(jié)合羅克韋爾自動化的軟、硬件，為長豐構(gòu)建了一套從生產(chǎn)設(shè)備層到企業(yè)管理層的集成系統(tǒng)，向下可獲取不同廠家、不同通信協(xié)議的智能設(shè)備數(shù)據(jù)，向上可與ERP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫連接。這種系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：屏蔽了不同網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議細(xì)節(jié);編程工作量小，只需對協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊作相應(yīng)組態(tài)，操作方便靈活;系統(tǒng)可靠性較高，維護(hù)簡單。隨著ERP應(yīng)用的不斷推廣和深入，NetLinx的技術(shù)優(yōu)勢將日益更加明顯，有著非常廣闊的應(yīng)用前景。