罗克韦尔自动化全以太网高可用性PlantPAx在清洁煤气化系统中的设计应用(2)

管理信息层：管理信息层网络主要是实现与工厂的办公网络连接。在本项目中，通过Cisico防火墙进行二层和三层网络的隔离。其中Web发布服务器由于需要获取生产过程数据库的数据，又要发布报表供办公网用户使用，故需将其置于防火墙的DMZ区。

2.2 硬件设计

在本系统的硬件选型上，选用了罗克韦尔集成架构的核心控制器Controllogix PAC控制平台。使用该控制平台，可以根据需要任意搭建CPU、网络、I/O冗余或非冗余的系统。该平台完全标签编程、自动内存分配、上位机可以直连的内置标签数据库等特点。

另外，本系统的空分子系统需要I/O冗余的功能。在选型上，采用了罗克韦尔最新发布的1715系列分布式双通道冗余I/O。该系列I/O是从硬件上真正意义上的双通道冗余I/O，当一通道故障时，另一通道还可保证系统的正常工作。可以避免由此带来的停机或灾难性故障。另外，该I/O的组态也非常简单。在组态时，成对的冗余I/O无需任何的编程，在程序中完全可以按照单通道模块的编程方式进行配置。

2.3 软件设计

本系统选用FactoryTalk系列软件套件。由于系统有多达7个操作员站。所以选用FactoryTalk View SE服务器/客户端模式的监控软件。这样可以有效的减少直接访问PAC的工作站的数量，降低PAC负荷，提高通讯效率。同时选用FactoryTalk Historian实时数据库软件记录生产过程数据，并使用VantagePoint和ViewPoint软件实现操作画面和报表的Web发布。方便用户从办公网及时获取生产数据。如前面网络架构所述，Web服务器被放置在防火墙的DMZ区。同时设工程师站一台，安装PAC及软件配置相应的套件。FactoryTalk系列软件套件采用了SOA架构。比如，View SE与数据库软件Historian共享LiveData服务，都从实时数据服务器中获取实时数据。这样的架构也有效的提升了运行效率，节约系统资源。

2.4 系统优点

本系统在设计上全面采用了罗克韦尔自动化的PlantPAx软硬件套件。分层化的全以太网设计，有效的进行了系统负荷分配，同时使系统具有高度的数据共享能力。由于选用的控制器、交换机和监控软件是同一厂家的产品，可以利用厂家提供的预置模板控制工程网版权所有，直接查看交换机的端口状态、负荷等信息，帮助维护人员直观有效的诊断网络运行状况。摆脱传统以太网对电气维护人员不可见或高不可攀的弊病。同时系统采用的先进的控制器和I/O硬件具有高度的可靠性，编程方便，易于维护。

在选用的高性能的硬件和搭建合理网络的基础上，选用了组态、实时数据库、Web报表等软件套件，提高工厂的信息化程度。真正实现信息化工厂。

三 小结

本文所设计的系统采用了自动化行业创新和领先的技术，实现了工厂的高度自动化和信息化，现已成功实施并运行。具有广阔的应用前景。