基于现场总线的过程监控系统开发及应用.doc

《基于现场总线的过程监控系统开发及应用.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于现场总线的过程监控系统开发及应用摘　要：介绍一种利用支持HART协议的RS3过程控制系统及智能仪表，通过VisualBasic动态数据交换开发通信软件和用户交互界面，在应用现场总线技术的系统中实现现场仪表过程控制变量实时监控，文件管理，远程监控等多种任务的过程监控方案。　　关键词：过程控制；监控；现场总线ApplicationandExploitationof　theMonitorSolutionBasedonFieldBus　　Abstract：Inthispaper，anmonitorsolutionforprocess

2、controlsystemispresented，．BasedonRS3andintelligentinstrumentssupportingHART，communicationsoftwareandinterfacescanbemakenbyVisualBasicDDE．Multitaskcanbeachievedsuchasreal－timemonitoringetc．　　Keywords：processcontrol；monitorandcontrol；fieldbus1　系统构成　　本课题是在由美国Rosemount公司

3、和上海理工大学合作建立的过程控制实验室中进行的。使用的是具备支持HART协议的RS3（RosemountSystemⅢ）过程控制系统及部分具有HART协议的智能仪表，具有良好的硬件基础。RS3系统结构图如图1所示。　　本课题以现场总线控制系统作为主要研究对象，以支持现场仪表、具备现场总线特征部分的DCS系统为研究范围建立监控系统。2　关键技术设计与实现　　在常用PC机和Windows9x操作系统平台上，利用VisualBasic应用软件开发集成环境基于动态数据交换（DDE）的通信软件和用户交互界面，实现工业控制网络系统中直接控制

4、及和现场监控系统之间的数据通信。包括现场实时数据、历史报表、趋势文件等数据的读入和写入。此外，用户监控界面还有一定的自动数据处理和越级报警功能。　　由现场监控节点（现场上位PC机）通过电话通信网将现场信息及时地发送到远程监控工作站，该工作站通过串行端口（可通过扩展达到一定数量）连接并实时监控多通道的远程控制系统，形成星型网络拓扑结构。　　课题中选用IntellioC218Turbo／PCI多用户智能（MultiModem）信息卡和多路调制解调器开发基于Pc－com通信函数库的通信软件，定义远程数据传输数据链路层和应用层的通信协议

5、，实现远程监控、信号采集、显示、处理。2．1　实现DCS上位PC机监控3　　用户在PC机上可实现参数管理、远程控制，趋势管理以及报表管理。RS集散控制系统中SCI负责RS3与上位机之间的通信。上位机接口由安装在机架中的操作接口处理卡、总线处理卡、电源调节器卡和非易失存储器卡4块电子卡组成。每个卡件有各自不同的功能，总线接口卡用于标识SCI地址，操作接口卡设定通信方式，允许RS3控制系统与上位机之间进行数据交换，并有访问总线上任一节点的权利。　　在SCl主板上安装一个RS－232C25针的插槽与PC机串口相联，作为现场数据传输的物

6、理通道。　　上位PC机通讯软件和DDEserverAX－S4采用RS－232C异步通信协议，与RS3控制系统进行通信。多个字符和一个结束符的信息被制成报文，以报文方式发送数据。每个字符格式完全按照RS－232C格式，结束　　符为CR－LF，由软件控制自动添加。　　RS3系统总线上节点SCI按照既定协议格式与PC机直接相连。AX－S4与SCI之间的信息交换通过发出请求信息和接受应答信息的方式实现。　　AX－S4同时作为服务器，为用户提供了动态数据交换服务（DDEsever）。DDE（DynamicDataExchange）是一种通

7、信协议，允许Windows系统共享内存，实现同时运行的不同程序之间交换数据的内部通信。它在上位机上运行，作为Windows应用程序与RS3控制系统的接口，可以使Windows应用程序通过AX－S4与RS3系统交换数据。AX－S4利用DDE命令采集到的数据可直接存入Windows应用程序供其使用，或输入到文本文件中以供其他用途。2．2　实现远程集中控制　　以一台PC机为监控信息中心，实现数个DCS网段的集中监控。以星型网络的形式，通过电缆和电话线将各部分的控制上位机（从机）连接到中央控制机（主机）串行通信口，将各部分控制信息收集到

8、中央控制机。远距离的采用直接电缆连接，通过Modem调制信号后再通过电话网络进行远程传输。由于普通的PC机串行口一般只有两个，无法满足需要，因此增加一个串行口扩展设备，以此增加接入DCS网段的数量。系统设备连接如图2所示。　　中央控制端的设备主要包括一台IBM兼