贵阳卷烟厂易地改造制丝线电气控制集成系统(2)

(3)管理层环网

管理层环网采用的5台高性能思科网络交换机和光纤介质构成冗余环形结构，交换机环网接口采用千兆光口，实现高速数据通信。采用光纤作为传输介质使管理层环网具备较长的网络传输距离和较高的抗干扰能力以及较高的传输速率。环形结构的应用使管理层环网具备冗余能力，在网络中一条光纤链路发生通信故障时，作为冗余管理器的管理层以太网络交换机将实时自动启用冗余线路，保证网络的正常通信。中控室管理网络交换机采用CISCO公司的3750系列交换机。现场管理网络交换机采用CISCO公司的2960系列交换机。管理环网如图4所示。

2．设备控制层

设备控制层是整个车间控制系统的核心，包含所有的现场执行器、传感器、电控单机设备、参与控制的电控元器件及相关网络设备。设备控制层按生产工艺要求划分成若干个工艺控制段，每个工艺控制段设置一组主控制系统（配套相应子站），若干个独立控制单元。在工艺段内按工艺程序完成对电动机起停、阀的通断等数字开关量和流量、温度、水份等工艺参数的控制。并通过现场操作站显示设备运行状况和生产数据，设置和修改有关工艺参数、生产参数。设备互连如图5所示。

图5设备互连

设备控制层采用西门子公司PROFINET现场总线，用光纤铺设环网，PLC采用s7-400PLC、s7-300PLC。分布式I/O站通过PROFINET现场总线、变频器通过PROFIBUSDP现场总线与主站(S7-400PLC、S7-300PLC)进行信息通信，执行主站下达的指令。

电子秤等段内独立主体设备通过以太网接口与PROFINET现场总线相连，实现传输信息数字化，提高信号采集的精度，进一步实现了智能控制。

制丝线各控制PLC主站（含第三方控制系统PLC主站）通过西门子光纤工业以太网连接，实现主站之间以及主站与集中监控系统之间的数据交换。

第三方现场操作站与其自身PLC之间采用点对点直连。

3．集中监控层

集中监控层由4台数据采集服务器、10台客户监控机和相关网络设备组成，各控制主站间、控制主站与监控管理层间通过西门子的工业光纤以太网交换数据，完成各工艺段间相关数据（启、停、故障、烟丝品牌、批次等）的传递，服务器与客户机间的通信通过管理层以太网络交换数据。

集中监控层网络结构采用WonderwareIAS平台的Client＼Server模式，监控软件采用intouch。各工艺段现场的操作员终端选用西门子PC677B触摸屏，通过以太网连接到管理层网络，完成对各工艺段（或设备）的本地监视和控制（授权后）操作及生产工艺数据采集、配方管理、实时监控、报警及历史趋势记录等功能。

4．生产数据管理

生产管理层主要由数据库服务器、打印机及标准以太网设备等组成。高性能、高可靠性的数据库服务器可以存储大量信息：包括向下从整个车间采集的生产数据、工艺参数、原材料消耗情况、机械设备信息、产品质量信息、操作人员信息等；另外还包括向上接收从厂级网下发的生产任务和工艺参数，并将生产任务分解以及工艺参数确认。

通过数据管理系统的统计分析，对获得的信息进行归类、整理和综合分析，向下对生产过程作统一的调度，并对各个生产环节、现场关键设备及工艺点进行监视、控制和管理，配合监控层实现生产管理、工艺管理、设备管理、质量管理、参数管理以及实时监控数据、报警及历史趋势的储存、分析。向上向厂级网反馈生产任务执行和工艺参数状态情况，并根据需要提供各种运行数据、趋势图、分析报表等。

5．各系统之间的集成

(1)集控系统与设备控制系统集成

采集制丝线生产过程的工艺数据及设备参数等，将数据统一存储，建立一个完善的数据信息库，其中I/O数据采集通道采用冗余模式设计。数据的采集通过数采服务器（I/O服务器）实现对各段PLC系统的数据交换。数据的传递可分为向上传递的实时数据和下发的生产控制数据两种类型：实时数据主要包括各种设备的运行参数、烟叶的水份温度、加料比例、电子秤流量、累计量、操作记录、参数修改记录、安全报警等信息，其流向是自下而上的。生产、控制数据主要包括生产计划及调度信息、工艺配方信息等，其流向是自上而下的。