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1．引言 abb dcs是瑞士asea brown boveri公司（簡(jiǎn)稱(chēng)abb公司）設計開(kāi)發(fā)的集散控制系統,它適用范圍廣泛，既可應用于離散制造業(yè)，如:機床、汽車(chē)、飛機制造等工業(yè),更可應用于大中小型連續性生產(chǎn)的流程工業(yè)，如:石油、化工、火電機組、煉鋼、建材等工業(yè)。abb dcs系統從硬件設計到軟件設計，通信都采用國際標準。abb dcs的軟件編程語(yǔ)言ampl（asea master piece language）是控制系統的一種編程模式,本文介紹abb dcs的體系結構及其現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。 2 abb dcs分布式工業(yè)控制計算機系統體系結構 abb dcs集散控制系統采用先進(jìn)的微處理器（33mhz的motorola 68020和33mhz的intel80386、80486芯片）、crt圖形顯示技術(shù)、高速安全通信技術(shù)和現代控制理論,形成了以現場(chǎng)控制站（mp200、ac410、ac450系列和本地、遠程i/o系列）、操作員站（as500 系列）、工程師站（master aid系列）、信息管理系統站（advant station系列）、計算機和網(wǎng)絡(luò )接口站（master gate 系列）、計算機網(wǎng)絡(luò )（master bus系列）和其它計算機通信設備為基礎的,物理位置分散、系統功能分散、控制功能分散以及操作顯示管理集中的過(guò)程控制、過(guò)程決策管理的大型智能網(wǎng)絡(luò )。abb dcs的通信網(wǎng)絡(luò )結構分三層: 
3 信息管理網(wǎng)絡(luò )層 可下聯(lián)9個(gè)控制網(wǎng)絡(luò ),網(wǎng)絡(luò )由類(lèi)型為mb300的總線(xiàn)組成,總線(xiàn)傳輸速率達10mbps。 4 控制網(wǎng)絡(luò )層 控制網(wǎng)絡(luò )層由9個(gè)類(lèi)型為mb300的總線(xiàn)組成。一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò )可包括99個(gè)站（包括在局部控制網(wǎng)絡(luò )中的站）。在控制網(wǎng)絡(luò )中的每個(gè)mp200/1或ac450站都可下聯(lián)一個(gè)局部控制網(wǎng)絡(luò )。一個(gè)局部控制網(wǎng)絡(luò )可包括9個(gè)類(lèi)型為mb300的總線(xiàn)。mb300是一個(gè)高性能、串行、同步、半雙工的大數據量高速總線(xiàn)。它采用ieee 802.2邏輯鏈路控制（llc）協(xié)議和ieee 802.3帶沖突檢測的載波幀聽(tīng)多路存�。╟sma/cd）的介質(zhì)存取控制（mac）協(xié)議,屬于ethernet型局域網(wǎng),總線(xiàn)可帶載45個(gè)節點(diǎn)。在不使用中繼器時(shí),最大通訊節點(diǎn)距離為500m;使用3個(gè)同軸段、4個(gè)中繼器和2個(gè)點(diǎn)對點(diǎn)鏈路時(shí)最大通訊節點(diǎn)距離為2500m,總線(xiàn)傳輸速率為10mbps。 mb300通過(guò)每一個(gè)結點(diǎn)實(shí)現對上位機的聯(lián)接以及與mp200等plc系統的通信。它一般遵循543規則，即由5段組成，4個(gè)中繼器（repeater）聯(lián)接，其中3段可以?huà)旖釉O備，必須注意的是，只有在電纜的標記處方可通過(guò)收發(fā)器（tranceiver）掛接設備，不同的設備聯(lián)結又采用不同的聯(lián)結電纜，如到pu510操作站用tk526電纜，而到控制站則選用tk576電纜。tranceiver 只能安裝在主干電纜段上的2.5米標志處，在兩個(gè)線(xiàn)接頭間同軸電纜段上的tranceiver 間距應為25米的整數倍，其聯(lián)接方式如圖
t1、t2為終端電阻，其中只要一端接地，終端電阻為50歐姆，mb300總線(xiàn)為同軸電纜，具體又分為粗纜、細纜和光纜，作用各不相同，敷設同軸電纜時(shí)，需注意與其它信號電纜的隔離，如距離信號電纜30cm以外，距離380v低壓電纜50cm以外，距離高壓電纜5m以外。mb300總線(xiàn)選用cs513接口卡，上面的3個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)s1、s2、s3分別用于對網(wǎng)絡(luò )號、節點(diǎn)號、協(xié)議號的設置，其中的s1低四位用于設置主/從站的選擇，高四位用于設置協(xié)議號，s2用于設置節點(diǎn)號，s3用于設置網(wǎng)絡(luò )號。當需要修改或通過(guò)故障信息找出故障原因，可以進(jìn)入工程師站進(jìn)行數據修改或通過(guò)故障代碼知道mb300總線(xiàn)的故障所在。了解影響mb300的通訊因素，針對這些因素逐一分析. 5 現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )層 5.1 mfb（master field bus）總線(xiàn) mfb總線(xiàn)屬于現場(chǎng)局域網(wǎng)總線(xiàn)，它聯(lián)系于mp200、mp90、s400i/o、opc（小型控制站）及傳動(dòng)系統之間。 mfb通訊總線(xiàn)采用同軸電纜、雙絞線(xiàn)，它聯(lián)接ci520/ci525/ci526通訊接口模塊與dstc452 modem ，每根雙絞線(xiàn)線(xiàn)端必須隔離開(kāi)，其中一個(gè)端頭的屏蔽層必須接地，mfb的通訊速率為375kb/s，其電阻為75歐姆，其硬件配置圖如圖3所示。mfb的相關(guān)系統信息從工程師站獲得，大體順序為時(shí)間、信息型號、代碼、任務(wù)號、順序號、數據，主要它表現有以下幾種狀態(tài)。 代碼20 :cpu通信接口接觸丟失 代碼21 :fatal硬件故障 代碼39 :device/station ok 代碼72 :device/station 地址ok 代碼120 :過(guò)程故障 代碼-1 :執行錯誤 代碼-4 :系統錯誤 代碼-5 :小系統站點(diǎn)錯誤 代碼-6 :通訊故障 代碼-9 :災難性總線(xiàn)故障 代碼-10 :冗余電纜中斷
5.2 af100（advant field）/mb90（master bus）總線(xiàn) af100/mb90的目的是提供在多個(gè)apc站點(diǎn)之間或在apc站點(diǎn)與abb工業(yè)系統設備之間的通訊，mb90支持兩個(gè)不同類(lèi)型的通訊、數據處理和信息發(fā)送，數據集是動(dòng)態(tài)的數據，用來(lái)監視和控制某個(gè)處理過(guò)程，這個(gè)過(guò)程是服務(wù)信息用作參數化法，程序安裝、診斷。af100/mb90是一個(gè)高性能的區域總線(xiàn)，能夠最多連接79個(gè)apc站點(diǎn)。mb90最長(cháng)可達300米，而如果裝備了適當的信號電纜和信號中繼器，并且在單個(gè)傳動(dòng)設備之間長(cháng)距離的配置是可用的，最長(cháng)可達2000米�？偩�(xiàn)的技術(shù)特點(diǎn) �。�1） 通訊速率1.5mbit/s �。�2） 衰減總線(xiàn)長(cháng)度＜300m，增殖延遲<2000m �。�3） 電報長(cháng)度2,4,6,8，…32字節的用戶(hù)數據． �。�4） 識別編碼（電報編碼）范圍１…4000 �。�5） 周期時(shí)間2,4,8,16,32,64,128…2048或4096ms af100/mb90依靠一個(gè)集中的總線(xiàn)管理器，總線(xiàn)管理器功能是比較復雜的，要求也較多，例如:apc站點(diǎn)不能用作總線(xiàn)管理器，它們不包含總線(xiàn)管理器的功能。為使通過(guò)af100/mb90的apc之間的如何通訊變?yōu)榭赡�，每個(gè)解決方案（獨立和嵌入）都可用來(lái)安排af100/mb90的總線(xiàn)主機，當apc開(kāi)始執行它們的應用程序，總線(xiàn)主機必須是可操作的，否則，當本地配置的數據集在規定時(shí)間限制內沒(méi)有被總線(xiàn)管理器確認，在apc支內的數據集功能塊將進(jìn)入錯誤狀態(tài)。，如果系統只有apc站點(diǎn)，沒(méi)有masterpiece與mb90或ac450與af100相連，應安裝一個(gè)獨立的總線(xiàn)管理器。 abb dcs與傳動(dòng)系統（如acv700／dcv700）的通訊是依靠圖4所示drrtra（drive transmit）元素和drrec（drive reciver）元素來(lái)實(shí)現的。
drrtra（drive transmit）元素用來(lái)傳給abb傳動(dòng)控制器給定的數據集和選擇傳動(dòng)信號的控制字和命令字信號的定義在應用傳動(dòng)軟件說(shuō)明給出。drrtr元素能產(chǎn)生由傳動(dòng)通訊協(xié)議支持的周期信息的不同類(lèi)型，發(fā)送信號的目的地由傳動(dòng)信號選擇，drrtr元素也可以寫(xiě)參數，在正常階段，drrtr的過(guò)載可以被檢測出來(lái)。 drrec（drive reciver）元素用來(lái)接收來(lái)自abb傳動(dòng)控制器的信號和控制字值這些信號的定義在應用傳動(dòng)軟件說(shuō)明給出。drrec元素只是用傳動(dòng)連接協(xié)議支持的周期信息，接收數據源是通過(guò)元素輸入參數確定傳動(dòng)信號和信號索引來(lái)選擇的。drrec元素也能夠訪(fǎng)問(wèn)參數，當配置階段drrec的過(guò)載可以被檢測到。 6 結束語(yǔ) 信息站、操作員站、mb300總線(xiàn)、af100（mb90）總線(xiàn)與控制站的相互聯(lián)接，則具體形成了的abb網(wǎng)絡(luò )控制系統，系統投入運行以來(lái)，工作穩定可靠，大大減少了原控制系統的現場(chǎng)布線(xiàn)，增加了系統的穩定性與可靠性，值得推廣應用。 |
