基于串口服务器NCS6001B的分布式网络监控系统毕业设计

基本误差:±0.2%、±0.5%、±0.1%环境温度变化影响:对于0.2级:0.02%F.S/℃对于0.5级:0.05%F.S/℃对于1.0级:0.05%F.S/℃输出:4-20MAADC、二线制传输供电电压:14-34VDC,额定电压24VDC热电偶冷端补偿误差:工作温度范围,小于1工作温度范围:-25～85储存温度:-25～125相对湿度:5～95%,无冷凝（3）液位仪表塔釜液位测量所接触的是高温介质，选用ZNZ71-PTB605高温液位变送器产品概述该系列压力变送器采用国际先进的高精度高稳定传感器，配以ASIS高性能放大电路，经过数千次疲劳冲击，高，低温循环老化及精密的数字温度补偿工艺，再经过不锈钢全封焊（激光焊接）精制而成。

高质量的传感器，严格的校验工艺，及完善的装配工艺确保了该产品的优异品质。特别适合用于对液位进行测量，甚至用于恶劣环境如污水、轻度腐蚀性液体的测量。砌底解决客户的各种需要。产品特点不锈钢隔离膜片一体化全焊接结构，可适应恶劣环境

小体积，高精度，高性价比，高稳定性

0~1~20mH2O

防雷击，抗电磁/射频干扰

防潮，防结露功能

供电电源范围宽（15~40V）

零位量程可调，可选LED现场显示技术性能

量程：0~1~20mH2O任意可选

准确度：±1%FS、±3%FS（包括非线性重复性迟滞性在内的综合误差）

输出信号：4~20mADC（两线制）

供电电压：15~40VDC（三线制）

介质温度：0℃~350℃

环境温度：-20℃~125℃零点温度漂移：≤±0.02%FS℃

量程温漂移：≤±0.02%FS℃

补偿温度：0~70℃

安全过载：150%FS

极限过载：200%FS

测试介质：与316不锈钢兼容的各种液体

外壳材料：304或316不锈钢

长期稳定性：≤±0.5%FS/年

回流罐液位的测量所接触的介质属常温型，可选用PRC-916型普通液位变送器图4-4分体式PRC-916型普通液位变送器产品特点投入式安装，多种连接形式可选，采用耐油，防水，耐磨导气电缆，壳体采用不锈钢密封结构。本安型设计，可配套相应仪表进行现场显示，可进行远程传输，具有良好的稳定性和可靠性。含电路反向保护和过流过压保护。主要技术指标测量范围:0～5mH2O……0～100mH2O测量精度:0.5%F.S、0.25%F.S供电:24VDC±10%输出:4～20mA/0～5V/1～5V长期稳定性:0.25%F.S补偿温度:－10℃～60介质温度:－10℃～60环境温度:－30℃～70储存温度:－40℃～120响应时间:10ms瞬时过载:2.5倍满量程适用范围适用于水箱、油罐、水池、水库、水处理、明渠、环保、水利、变频,工业过程控制，化工等领域的液位测量控制。（4）流量仪表的选择LWGB-150型涡轮流量计图4-5LWGB-150型涡轮流量计产品用途LWGY涡轮流量传感器与显示仪表配套组成涡轮流量计。传感器具有精度高，重复性好，寿命长操作简单等特点。可广泛应用于石油，化工，冶金，造纸等行业测量液体的体积瞬时流量和体积总量。特点1压力损失小，叶轮具有防腐功能。2具有较高的抗电磁干扰和抗震动能力，性能可靠，工作寿命长。3采用先进的超低功耗单片微机技术，整机功能强，功耗低，性能优越。具有非线性精度补偿功能的智能流量显示器。修正公式精度优于±0.02%。4仪表系数可由按键在线设置，并可显示在LCD屏上，LCD屏直观清晰，可靠性高。5采用EEPROM对累积流量，仪表系数进行掉电保护，保护时间大于10年。主要技术参数流量计公称直径150mm，测量范围：30-300m3/h，安装形式：法兰(夹装)，长度：300mm 准确度0.5级、1.0级使用条件：1环境温度：-20～502被测介质温度：-20℃～3大气压力：86KPA～106KPA4防爆等级：ibIIBT4信号传输距离：传感器至显示器的距离可达1000M5LWGB4～20MA两线制电流输出。6供电电源DC24V安装方式1仪表安装采用法兰连接，螺纹连接及夹装式。2安装时液体流动方向应与传感器外壳上指示流向箭头方向一致，且上游直管段应≥20DN，下游直管段应≥5DN（DN为管道内径）。3传感器应该远离外界磁场，如不能避免，应采取必要的措施。4为了检修时不至影响液体的正常输送，应在传感器两端的直管段外安装旁通管道。5传感器露天安装时，请做好放大器插头的防水处理。6传感器与显示仪表的接线，应根据放大器的电源来选择接线方式。4.2.3仪表索引从自控控制点工艺条件表中可见，工艺提出自控部分应该完成的工作及提供了各种仪表的编号、性能、安装方式、工艺参数等数据。从上表中可得知本次设计系统需要确定各种仪表5种（包括温度、压力、液位集中指示、控制、报警等不同类型仪表）。按照上表提供的数据和要求，做出相应的仪表检索。本次设计仪表传输信号采用统一的4～20mA的电流信号。一般一个常规控制回路主要有现场仪表、安全栅、控制室仪表组成。采用安全栅的目的就是阻止高能源、高能量进入到危害现场，以组成本质安全防爆系统设计。本次设计以经济、合理、安全、可靠为原则进行仪表选型，并将所选各类仪表列出仪表索引。见表4-2表4-2仪表索引仪表位号用途仪表名称仪表位号用途仪表名称温度仪表TT-301一体化温度变送器TT-302一体化温度变送器TI-301苯塔顶温度指示温度指示器TI-302进料口1温度指示温度指示器TN-301安全栅TN-302安全栅TT-303一体化温度变送器TT-317一体化温度变送器TI-303进料口2温度指示温度指示器TI-317侧线温度指示温度指示器TN-303安全栅TN-317安全栅TT-304一体化温度变送器TT-306一体化温度变送器TIC-304苯塔釜温度指示温度调节指示器TI-306蒸发器入口温度指示温度指示器TN-304安全栅TN-306安全栅TT-307一体化温度变送器TT-310一体化温度变送器TI-307蒸发器出口温度指示温度指示器TI-310冷却器出口温度指示温度指示器TN-307安全栅TN-310安全栅TT-312一体化温度变送器TT-313一体化温度变送器TI-312拔顶苯冷却器出口温度指示温度指示器TI-313塔顶温差指示调节温度调节指示器TN-312安全栅TN-313安全栅压力仪表PT-308压力变送器PT-316压力变送器PIC-308塔顶压力指示与控制压力调节器PI-316侧线压力指示压力指示器PN-308安全栅PN-316安全栅PT-315压力变送器PT-309压力变送器PIC-315塔釜压力指示压力指示器PIC-309冷凝器水蒸气压力指示压力指示器PN-315安全栅PN-309安全栅液位仪表LT-311液位变送器LT-305液位变送器LI-311回流罐液位指示液位指示器LICA-305塔釜液位指示调节与报警液位调节指示器灯光报警器LN-311安全栅LN-305安全栅4.2.4仪表数据温度检测由表4-2仪表索引可知，本次设计中温度监测点为包括苯塔附近设备的温度监测，即苯塔、塔釜再沸器、循环本蒸发器、苯塔顶蒸发器、回流罐温度的集中指示，主要是对进行咨询的。对于集中温度仪表根据工艺要求，仪表选用的是一体化温度表送器，精度等级为1.0级。详细设计结果见表4-3。表4-3仪表数据表一体化温度变送器位号TT-301TT-302用途塔顶温度进料口1温度操作条件工艺介质乙苯乙苯操作压力/MPa1.381.4操作温度/℃194260温度变送器规格型号pt100pt100测量范围-200～800℃-200～800℃输出信号4～20mADC4～20mADC精度±0.5%±0.5%电源24VDC24VDC电气接口尺寸1/2NPT1/2NPT外壳防护等级IP65IP65防爆等级ibⅡCT5ibⅡCT5位号TT-303TT-304用途进料口2温度塔釜温度操作条件工艺介质乙苯乙苯操作压力/MPa1.41.45操作温度/℃170277.5温度变送器规格型号pt100pt100测量范围-200～800℃-200～800℃输出信号4～20mADC4～20mADC精度±0.5%±0.5%电源24VDC24VDC电气接口尺寸1/2NPT1/2NPT外壳防护等级IP65IP65防爆等级ibⅡCT5ibⅡCT5位号TT-306TT-307用途循环本蒸发器入口温度循环本蒸发器出口温度操作条件工艺介质乙苯乙苯操作温度/℃194185.7温度变送器规格型号pt100pt100测量范围-200～800℃-200～800℃输出信号4～20mADC4～20mADC精度±0.5%±0.5%电源24VDC24VDC电气接口尺寸1/2NPT1/2NPT外壳防护等级IP65IP65防爆等级ibⅡCT5ibⅡCT5位号TT-310TDT-313用途塔顶冷凝冷却器出温度苯塔顶温差操作条件工艺介质乙苯乙苯操作温度/℃15720温度变送器规格型号pt100pt100测量范围-200～800℃-200～800℃输出信号4～20mADC4～20mADC精度±0.5%±0.5%电源24VDC24VDC电气接口尺寸1/2NPT1/2NPT外壳防护等级IP65IP65防爆等级ibⅡCT5ibⅡCT5位号TT-317TT-312用途塔顶侧线温度拔顶苯冷却器出口温度操作条件工艺介质乙苯乙苯操作压力/MPa1.38操作温度/℃196.540温度变送器规格型号pt100pt100测量范围-200～800℃-200～800℃输出信号4～20mADC4～20mADC精度±0.5%±0.5%电源24VDC24VDC电气接口尺寸1/2NPT1/2NPT外壳防护等级IP65IP65防爆等级ibⅡCT5ibⅡCT5压力检测本次设计包括两个集中压力监测点，即苯塔、塔釜再沸器、循环本蒸发器、苯塔顶蒸发器、回流罐压力的集中指示。集中压力测量元件选用压力变送器，根据设计工况条件选用PRC-906型压力变送器。详细设计结果见表4-4。表4-4仪表数据表压力变送器位号PT-308PT-316用途塔顶压力侧线压力操作条件工艺介质乙苯乙苯操作压力/MPa1.381.38操作温度/℃194196.5压力变送器规格型号PRC-906PRC-906测量范围/MPa0～400～40输出信号/mADC4～20mADC4～20mADC精度0.250.25测量原理高温膜片高温膜片电气接口尺寸1/2NPT1/2NPT外壳防护等级IP65IP65防爆等级本安防爆本安防爆安装固定方式螺纹安装螺纹安装位号PT-315PT-309用途塔釜压力苯塔冷却器蒸汽压力操作条件工艺介质乙苯蒸汽操作压力/MPa1.450.3操作温度/℃277.5120压力变送器规格型号PRC-906PRC-906测量范围/MPa0～400～40输出信号/mADC4～20mADC4～20mADC精度0.250.25测量原理高温膜片高温膜片电气接口尺寸1/2NPT1/2NPT外壳防护等级IP65IP65防爆等级本安防爆本安防爆安装固定方式螺纹安装螺纹安装液位检测本设计中有两个液位检测点，即T-301塔釜液位监测和回流罐液位监测。此两点介质分别为高温和低温。根据工艺要求，T-301的液位测量选用的是ZNZ71-PTB605高温液位变送器，V-301液位测量采用PRC-916普通型温度变送器。详细内容见表4-5。表4-5仪表数据表差压变送器位号LT-305LT-311用途塔釜液位回流罐液位操作条件工艺介质乙苯乙苯操作压力/MPa1.45操作温度/℃277.5变送器规格型号ZNZ71-PTB605型PRC-96型测量范围0～5m0～5m精度±0.2%±0.2%输出信号4～20mADC4～20mADC终端接头规格1/2NPT1/2NPT电气接口尺寸1/2NPT1/2NPT外壳防护等级IP65IP65防爆等级ibⅡCT5ibⅡCT5安装固定方式螺纹安装螺纹安装输出指示表带带制造厂北京中西泰安技术服务有限公司杭州润辰电子有限公司4.3控制室仪表本设计中，控制室所有的下位机均采用RS485仪表。图1为系统的总体设计方框图,这里重点突出可编程控制器与AI仪表RS-485接口部分。在工业现场,RS-485通信是应用较多的一种通信方式,图中可编程控制器通过RS-485通信接口与多个AI仪表相连接,最多可达到101台,每台仪表被赋予各自的地址码,用以识别身份,(地址码可在仪表叁数Addr中设定).这样可编程控制器的RS-485通信口便能通过通信线对挂在下面的所有仪表进行控制操作。图4-6硬件系统组成图4-7盘面和工控机4.3.1仪表选型本次设计选用宇电公司生产的智能仪表，包括AI-519型人工智能调节器，AI-301系列开关量信号输入/继电器输出模块，AI-702M两路测量显示报警仪。宇电以平台化技术设计的新一代AI系列显示控制仪表，采用公司独自开发的AIBUS通讯协议，能用简单的指令实现强大的功能，并提供比其它常用协议（如MODBUS）更快的速率（相同波特率下快3-10倍），适合组建较大规模系统。AIBUS采用了16位的求和校正码，通讯可靠，支持4800、9600、19200等多种波特率，在19200波特率下，上位机访问一台AI-7/8系列高性能仪表的平均时间仅20mS，访问AI-5系列仪表的平均时间为50mS。仪表允许在一个RS485通讯接口上连接多达80台仪表（为保证通讯可靠，仪表数量大于60台时需要加一个RS485中继器）。AI系列仪表可以用PC、触摸屏及PLC作为上位机。仪表允许连续写参数，写给定值或输出值，可利用上位机将仪表组成复杂调节系统。所以本次设计选用宇电仪表，在选择的时候还是参考了相关的理论的。（1）巡检表的选型。本设计中，共有12路只需测量显示的参数。AI-706M是采用模块化技术的6路测量显示报警仪，配合各种输入模块，适合在计算机监控系统中做模拟量数据采集模块，为计算机提供输入规格丰富、高精度高稳定性又价格低廉的模拟量采集数据。AI-706仪表硬件采用了先进的模块化设计，共有6个可安装模块的位置，其中M1、M2、M3可安装各种输入模块，每个模块可支持1～2路模拟量输入；ALM、AUX、M3（OUTP）可安装继电器模块做报警输出，每个模块可安装单路或双路继电器输出模块，M2（MIO）在必要时也可作为报警输出，但只能安装单路继电器输出模块；COMM专用于安装RS485通讯接口模块，用于与上位机通讯。其中M3（OUTP）及M2（MIO）属于即可安装模拟量输入模块用于测量输入，也可安装继电器模块用于报警输出的两用插座。仪表所有输入及输出均可灵活编程。本设计中的两块仪表均采用：AI-706MFJ3J3J3S这表示一台仪表基本功能为AI-706M型，面板尺寸为92×48mm，有三个2路电压输入模块，1个RS485通讯接口。（2）调节器的选型。AI-519仪表硬件采用了先进的模块化设计，具备5个功能模块插座：辅助输入、主输出、报警、辅助输出及通讯。AI-519型仪表型号共由8部分组成，本设计中，共有5块智能调节器，塔釜液位调节器AI519-1,选型为AI-519FNX3L5NS这表示一台仪表：①基本功能为AI-519型；②面板尺寸为A型（96×48mm）；③辅助输入（MIO）没有安装模块；④主输出（OUTP）安装X3线性电流输出模块；⑤报警（ALM）安装L5双路继电器触点输出模块；⑥辅助输出（AUX）没有安装模块；⑦通讯（COMM）装有自带隔离电源的光电隔离型RS485通讯接口S4；⑧仪表供电电源为220V交流电源。其余的调节器选型为AI-519FNX3NNS比塔釜液位调节器少了个L5报警模块，其余功能一样。（3）开关表的选型。AI-301系列模块通过RS485通讯接口为计算机监控系统提供和可靠性的开关量及频率信号采集输入与继电器开关输出信号。AI-301ME5型仪表硬件采用宇电开发的用于处理频率信号和开关量信号的AI-3型平台，采用先进的模块化设计，每台仪表可安装6个模块。可根据需要选择不同的模块，实现对开关量信号输入和输出等功能。6个模块插座中，COMM专用于安装与计算机通讯的通讯模块S,其他模块插座均可安装开关量输入或继电器模块。开关量输入：M1至M5模块插座均可以安装I5开关量输入模块，每个模块可以支持2路开关量输入。开关量输入可以是继电器触点信号；也可以是NPN三极管的集电极，输入公共端为负极，信号端为正极，断开时三极管承受的电压约为20-30V，接通时流过三极管的电流≤1mA。一台仪表最多可支持10路开关量输入。开关量输出（继电器触点）：M1至M5模块插座都可以安装继电器输出模块，L1、L2、L4为单路继电器输出模块。但提供常开及常闭接点，且接线与其它接线端独立，L5为双路常开继电器输出模块，2路开关共用一个公共接线端。本设计中，AI-301ME5仪表的型号组成如下：AI-301ME5-I5L5L5NS表示两路开关量输入，两路常闭+常开继电输出。4.4仪表接线4.4.1仪表回路接线TT304为温度变送器，通过接线端子ISX02,ISX01接到防爆栅TN304上，防爆栅把电信号输送给AI-519智能调节器，调节器输出电流信号在通过防爆栅输送到现场，控制调解阀的开度。如图所示：图4-8仪表回路图4.4.2接线端子箱接线现场仪表和设备接到1112JB端子上，端子另一端用带屏蔽的缆线输出送至控制室。图4-9接线箱图4.4.3仪表盘及接线仪表盘所有仪表均采用220V供电，仪表的1，2端为电源输入端。盘装仪表的所有电源端都并接在一起，每块仪表都从临近的仪表电源端子上取电，如图所示。AI519的17、18端为电压信号输入端，由于全部现场仪表都采用同一外部24V直流电源供电，所以可将AI519的18端连接在一起，接到24V直流电源0V端子上。11、13端为电流输出端，直接连接电动调节阀。图4-10控制室仪表接线图4.4.4闪光报警接线AI519-1仪表为AI-519BX3L5S型，安装了L5双路常开继电模块7、6和7、5分别为继电常开触点，第7角接220v电源火线，6、7角分别接高低报警灯，灯的另一端接电源零线，构成电源回路。图4-11报警接线图4.5现场仪表安装一体化温度变送器的安装，如图所示图4-12温度变送器安装图液位变送器安装如图：图4-13液位变送器安装图4.6供电方案在本控制系统中，控制柜的电源配置如下图所示，SB1、SB2分别为柜电源的关闭和停止按钮，指示灯为绿色时，表示控制柜电源接通状态，指示灯为红色时，表示控制柜电源断开状态。三个交流接触器线圈都采用220V交流供电。控制室仪表统一采用220V交流供电，现场仪表均是二线制接法采用24V直流供电，电源由24V开关稳压电源提供。图4-14控制柜供电方案第5章I/O设备通讯配置5.1概述5.1.1组态软件简介(1)产品概述典型的计算机控制系统通常可以分为设备层、控制层、监控层、管理层四个层次结构，构成了一个分布式的工业网络控制系统，其中设备层负责将物理信号转换成数字或标准的模拟信号，控制层完成对现场工艺过程的实时监测与控制，监控层通过对多个控制设备的集中管理，以完成监控生产运行过程为目的，管理层实现对生产数据进行管理、统计和查询。监控组态软件一般是位于监控层的专用软件，负责对下集中管理控制层，向上连接管理层，是企业生产信息化的重要组成部分。力控监控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，比如在分布式网络应用中，所有应用（例如趋势曲线、报警等）对远程数据的引用方法与引用本地数据完全相同，通过“组态”的方式可以大大缩短了自动化工程师的系统集成的时间，提高了集成效率。力控监控组态软件能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，它可以与高可靠的工控计算机和网络系统结合，达到集中管理和监控的目的，同时还可以方便的向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，实现与“第三方”的软、硬件系统进行集成。图5-1液位变送器安装图(2)软件基本结构力控监控组态软件基本的程序及组件包括：工程管理器、人机界面VIEW、实时数据库DB、I/O驱动程序、控制策略生成器以及各种数据服务及扩展组件，其中实时数据库是系统的核心，图1-2为力控组态软件结构图：图5-2力控组态结构图主要的各种组件说明见下：工程管理器（ProjectManager）。工程管理器用于工程管理包括用于创建、删除、备份、恢复、选择工程等。开发系统（Draw）。开发系统是一个集成环境，可以完成创建工程画面、配置各种系统参数、脚本、动画、启动力控其它程序组件等功能。界面运行系统（View）。界面运行系统用来运行由开发系统Draw创建的画面，脚本、动画连接等工程，操作人员通过它来实现实时监控。实时数据库（DB）。实时数据库是力控软件系统的数据处理核心，构建分布式应用系统的基础，它负责实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等，主要是对上的相关资料进行参考学习而设计的。I/O驱动程序（I/OServer）。I/O驱动程序负责力控○R与控制设备的通信，它将I/O设备寄存器中的数据读出后，传送到力控○R的实时数据库，最后界面运行系统会在画面上动态显示。网络通信程序（NetClient/NetServer）。网络通信程序采用TCP/IP通信协议，可利用Intranet/Internet实现不同网络节点上力控○R之间的数据通信，可以实现力控软件的高效率通信。远程通讯服务程序（PortServer）。该通信程序支持串口、以太网、移动网络等多种通信方式，通过力控○R在两台计算机之间实现通信，使用RS232C接口，可实现一对一（1：1方式）的通信；如果使用RS485总线，还可实现一对多台计算机（1：N方式）的通信，同时也可以通过电台、MODEM、移动网络的方式进行通信。Web服务器程序（WebServer）。Web服务器程序可为处在世界各地的远程用户实现在台式机或便携机上用标准浏览器实时监控现场生产过程。控制策略生成器（StrategyBuilder）。控制策略生成器是面向控制的新一代软逻辑自动化控制软件，采用符合IEC61131-3标准的图形化编程方式，提供包括：变量、数学运算、逻辑功能、程序控制、常规功能、控制回路、数字点处理等在内的十几类基本运算块，内置常规PID、比值控制、开关控制、斜坡控制等丰富的控制算法。同时提供开放的算法接口，可以嵌入用户自己的控制程序。控制策略生成器与力控○R的其它程序组件可以无缝连接。5.1.2组态软件与下位机的通信（1）通信的原理计算机是实现过程控制自动化的中枢，计算机监控系统一般由中央处理器(CPU)、以及外部设备所组成。外围设备包括:压力传感器、温度传感器、电流传感器、变送器、I/V板、智能仪表、串口服务器、交换机以及控制箱等等，系统通过现场监测传感器，经变送器把现场采集的各种被检测数据送入智能仪表中。如图5.1所示。串口服务器温度传感器串口服务器温度传感器智能仪表表变送器压力传感器 智能仪表表变送器压力传感器I/V转换电流传感器I/V转换电流传感器监控机监控机以太网交换机以太网交换机图5-3计算机监控系统“力控”软件通过RS485接口与智能仪表之间进行通信,并监控智能仪表的所有的存储器、控制器及I/O接口的状态,以变量值的形式传输到计算机上,供上位机使用、处理。（2）通信的实现力控软件与下位机通信的实现依靠的是力控的实时数据库。a.实时数据库的作用先进的组态软件都有一个实时数据库作为整个系统数据处理、数据组织和管理。负责整个应用系统的实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理、双向数据通信等。数据库与界面系统构成服务器/客户计算模式。以提高系统的实时性，增强系统的处理能力。时时数据库是“力控”最核心的部分。在TOUCHVEW运行时，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节。b.实时数据库中的变量在力控数据库中变量的集合形象的被称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。这些变量与一般程序设计语言定义的变量有很大的不同，它既考虑实际设备的运行特点，又考虑到工业控制软件的特殊需要。在力控Forcecontrol6.1的数据词典中对变量进行创建，不同变量设置不同类型。基本类型共有两类：内存变量、I/O变量。I/O变量是指可与外部数据采集程序直接进行数据交换的变量，如下位机数据采集设备（如PLC、仪表等）或其它应用程序（如DDE、OPC服务器等）。这种数据交换是双向的、动态的，就是说：在“力控”系统运行过程中，每当I/O变量的值改变时，该值就会自动写入下位机或其它应用程序；每当下位机或应用程序中的值改变时，“力控”系统中的变量值也会自动更新。内存变量是指那些不需要和其它应用程序交换数据、也不需要从下位机得到数据、只在“力控”内需要的变量，比如计算过程的中间变量，就可以设置成“内存变量”。乙苯分离工程监控中心变量设置如图5-4图5-4乙苯分离工程监控中心变量设置5.2串口映射要实现Windows扩展串口模式，就要在Windows操作系统下安装驱动程序，然后运行配置管理程序进行串口映射。1.设置应用模式。首先要把串口通讯服务器的应用模式改成Realport模式。设置完成后,光标移到综合,选择保存当前设置，然后重启设备。2.串口映射程序安装（1）运行随产品附带驱动光盘中的setup4.2.4开始安装图5-5串口映射软件的安装界面（2）点击<Next>图5-6串口映射软件的安装目录选择根据需要选择安装目录的位置或使用安装程序默认的安装目录（3）点击<Next>图5-7串口映射软件安装（4）再点击《Install》图5-8串口映射软件安装完成（5）再点击《Finish》安装完成3.对NCS6000系列通讯服务器进行串口的配置（1）打开<我的电脑>选择<控制面板>并双击COMportoverTCP/IP后出现如下内容图5-9串口映射软件界面（2）双击所对应的COM端口并配置相应参数。图5-10串口设置[COMport]：指Windows操作系统所能使用的COM口的资源。[DeviceIPaddress]：指串口通讯服务器的IP地址。[DevicePort]：指所要映射的串口通讯服务器的串口数。[keeplive]：指串口存活时间。[StatusReport]：指状态报告。（3）也可以一次配置多个COM端口的相应参数。配置16个串口参数如下图图5-11串口映射软件安装（4）点击OK图5-12完成多个串口参数的配置（5）点击Save之后，COM口的设置就完全生效了。5.3硬件组态5.3.1新建I/O设备创建I/O设备的过程如下：在开发系统DRAW导航器中选择项目“I/O设备组态”双击，弹出I/O设备管理器IoManager。在IoManager导航器的根结点“I/O设备”下面按照设备大类、厂商、设备或协议类型等层次依次展开，找到所需的设备类型。本设计采用宇电公司的AI系列智能仪表，在“智能仪表”中选择“宇电”,选中相应的设备，新建设备，如图5-13.图5-13I/O设备硬件组态在弹出的设备定义向导对话框中指定各个设备参数，设备创建成功后，会在右侧的项目内容显示区内列出已创建的设备名称和图标。5.3.2设备基本参数配置无论对于哪种设备和哪种通讯方式，在使用时都需要确切了解该设备的网络参数、编址方式、物理通道的编址方法等基本信息，图5-14为配置I/O设备向导对话框第一步的对话框，对话框涉及的设备参数为设备基本参数。图5-14I/O设备基本参数配置(1)设备名称：指定要创建的I/O设备的名称。如：“PLC”。在一个应用工程内，设备名称要唯一。(2)设备描述：I/O设备的说明。可指定任意字符串。(3)设备地址：设备的编号，需参考设备设定参数来配置。(4)更新周期：I/O设备在处理两次数据包采集任务时的时间间隔，一般情况下，在一个更新周期，只能处理一个数据包，更新周期的设置一定要考虑到物理设备的实际特性，对有些通讯能力不强的通讯设备，更新周期设置过小，会导致频繁采集物理设备，对于部分通信性能不高的设备，会增加设备的处理负荷，甚至出现通信中断的情况。更新周期可根据时间单位选择：毫秒、秒、分等。(5)超时时间：在处理一个数据包的读、写操作时，等待物理设备正确响应的时间。例如，工程人员要通过串口采集一台PLC中某个寄存器的变量，超时时间设为8秒。驱动程序通过串口向该PLC设备发送了采集命令，但命令在传输过程中由于受到外界干扰产生误码，PLC设备未能收到正确的采集命令将不做应答。因此驱动程序在发出采集命令后将不能收到应答，它会持续等待8秒后继续其它任务的处理。在这8秒期间，驱动程序不会通过串口发送任何命令。超时时间的概念仅适用于串口、以太网等通信方式，对于同步（板卡、适配器、API等）方式没有实际意义。(6)超时时间可根据时间单位选择：毫秒、秒、分等。(7)故障后恢复查询周期：对于多点共线的情况，如在同一RS485/422总线上连接多台物理设备时，如果有一台设备发生故障，驱动程序能够自动诊断并停止采集与该设备相关的数据，但会每隔一段时间尝试恢复与该设备的通讯。间隔的时间即为该参数设置，时间单位为秒。(8)故障后恢复查询最大时限：若驱动程序在一段时间之内一直不能恢复与设备的通讯，则不再尝试恢复与设备通讯，这一时间就是指最大时限的时间。5.3.3高级通讯参数配置高级参数在一般的情况下按缺省配置就可以完成通讯，在特殊的通讯情况下如想改变该参数需详细了解网络及设备特性后，再做修改，单击设备配置向导第一步对话框中的“高级”按钮，将弹出“高级配置”对话框，如图5-15所示，该对话框中涉及的参数在大多数应用中无需变动。图5-15I/O设备高级配置(1)设备扫描周期：每次处理完该设备采集任务到下一次开始处理的时间间隔。本设置为100ms(2)数据包采集失败后重试()次：力控驱动程序在采集某一数据包如果发生超时，会重复采集当前数据包。重复的次数即为该参数设置。本设置为1次。(3)数据包下置失败后重试()次：力控驱动程序在执行某一数据项下置命令时发生超时，会重复执行该操作。重复的次数即为该参数设置。本设置为0次。(4)设备连续采集失败()次转为故障：驱动程序内部对每个逻辑设备都设置了一个计数器，记录设备连续产生的超时次数(无论是不是同一个数包产生的超时，都会被计数器累计)。当超时次数超出该参数设置后，这个逻辑设备即被标为故障状态。处于故障状态的设备将不再按照“更新周期”的时间参数对其进行采集，而是按照“故障后恢复查询”的“周期”时间参数每隔一段时间尝试恢复与该设备的通讯。本设计为4次。(5)动态优化：该参数用于优化、提高对设备的采集效率。(6)初始禁止：选择该参数选项后，在开始启动力控运行系统后，驱动程序会将该设备置为禁止状态，所有对该设备的读写操作都将无效。(7)包采集立即提交：在缺省情况，当一个数据包采集成功后，驱动程序并不马上将采集到的数据提交给数据库，而是当该设备中的所有数据包均完成一次采集后，才将所有采集到的数据一次性提交给数据库。这种方式可以减少驱动程序与数据库之间的数据交互频度，降低计算机系统的负荷。5.4串口通讯配置IO设备驱动程序和控制设备进行通讯时，通讯发起方一般称为“主”，应答方一般称之为“从”，串行通讯一般分为以下几种方式通讯：单主单从（1:1），单主多从（1:N），多主多从（N:N）等方式，在单主多从（1:N）情况下，IO驱动程序支持多种不同协议的设备在一条总线上通讯。(1)串口通信参数。对于串口通信方式类设备，单击设备配置向导第一步对话框中的“下一步”按钮，将弹出第二步对话框，如图5-16所示：图5-16I/O串口通讯参数配置a.串口：串行端口。可选择范围：“COM1~COM256”。本设计选择COM4.b.设置：单击该按钮，弹出“串口参数”对话框，可对所选串行端口设置串口参数，如图5-17所示：图5-17I/O串口设置串口参数的设置需与与所连接的I/O设备的串口参数一致。c.启用备用通道：选择该参数，将启用串口通道的冗余功能。力控的I/O驱动程序支持对串口通道的冗余功能。当串口通道发生故障时，如果选择了“启用备用通道”参数，I/O驱动程序会自动打开备用串口通道进行数据采集，如果备用串口通道又发生故障，驱动程序会切换回原来的串口通道。d.启用备用通道/备用串口：备用通道的串行端口。e.启用备用通道/设置：对所选备用串行端口设置串口参数。f.RTS：选择该参数，将启用对串口的RTS控制。g.RTS/发送前RTS保持时间：在向串行端口发送数据前，RTS信号持续保持为高电平的时间，单位为毫秒。h.RTS/发送后RTS保持时间：在向串行端口发送完数据后，RTS信号持续保持为高电平的时间，单位为毫秒。i.连续采集失败()次后重新初始化串口：选择该参数后，当数据采集连续出现参数所设定的次数的失败后，驱动程序将对计算机串口进行重新初始化，包括：关闭串口和重新打开串口操作。(2)多点共线更新周期设置。对于多点共线的情况，如在同一RS485/422总线上连接多台物理设备时，对应将定义多个I/O设备,每个设备的更新周期参数设置相同。例(3)多协议设备访问设置事项。对于RS485通信方式，力控支持在同一总线上混用多个厂家的多种通信协议的I/O设备。第6章监控系统操作界面设计6.1概述上位机充分利用了组态软件模块化设计及其灵活性好、稳定性高、易于实现等优点，上位机接收采集的数据后将通过计算机显示器来直观显示监控结果。监控界面的设计非常灵活。力控画面开发系统是应用程序的集成开发环境。本次乙苯分离工程监控系统就是在这个环境中完成界面的设计、动画连接的定义的。力控画面开发系统具有先进完善的图形生成功能。6.2监控界面方案本项目采用力控Forcecontrol®系统，该系统采用了最先进的技术和开放性标准。监控操作界面设计成多窗口形式，设置1个主界面和苯塔的控制、脱甲苯塔、趋势曲线、专家报表、事件记录、欢迎、退出等6个子界面。通过各个界面上方的按钮实现各页面间的切换。主界面主要用于显示乙苯分离工程的整个工艺流程及实时测量参数。主界面中央动态显示工艺流程及参数，并设置泵阀门的启/停按钮，用键盘和鼠标可以对界面上的开关和阀门等设备。在苯塔的控制界面，显示苯塔及其附属设备所有的工艺流程及参数，并设置了泵的启动按钮，仪表参数的修改对话框按钮。脱甲苯塔中的内容类似苯塔的界面。在趋势曲线界面中，具体显示塔顶温度、压力，塔顶溜出物的温度，塔顶温差，回流量五项指标。专家报表用来查看不同时间所有检测点的数据。事件记录用来查看所有操作的记录。退出按钮可以退出力控监控系统。6.3创建监控工程用力控建立新工程时，首先需通过力控的“工程管理器”指定工程的名称和工作的路径，不同的工程要放在不同的路径下。工作目录下的文件由“力控”自动管理。

启动力控的“工程管理器”，工具栏中有“新建、删除、运行、开发、收索、备份、恢复、打包、退出”九大菜单，如图所示：图6-1工程管理器选择菜单“文件\新建工程”，弹出“新建工程”对话框，在项目名称里键入工程的名称“乙苯分离工程监控系统设计”，工程管理器会自动生成一个默认路径，也可点击其右侧的方框，选择所需的路径，单击确定，完成工程的创建。如图所示图6-2新建工程6.3.1创建监控系统主界面乙苯分离工程监控系统，可在上位机对整个控制流程进行监控。监控主界面可以显示出整个工艺流程，包括苯塔部分和脱甲苯塔部分点击相应的部分，则可以进入相应部分的监控界面。第一步：创建新画面

进入开发环境Draw后，首先需要创建一个新窗口。选择“文件[F]/新建”命令出现“窗口属性”对话框。在窗口名字中，填写“分馏部分”，显示风格选择“覆盖窗口”，点击确定，完成窗口设置，如图所示：图6-3窗口属性进入内嵌的画面开发系统图6-4开发系统界面第二步：创建图形和文本对象（1）图形和文本对象在开发系统中，点击选择图库图标，进入选择图库窗口，如图6-5所示：图6-5力控图库选择所需的精灵图片，如图6-6所示图6-6本设计所选机灵图片由选择出的精灵图片，利用力控提供的编辑工具，对图片进行加工组合，构建出监控系统的工艺流程图，完成监控系统的主界面。如图6-7所示图6-7监控界面6.3.2精馏塔界面与功能在精馏塔操作界面中，需对实时数据显示与操作，包括塔顶温度、电动调节阀开度、PID调节参数等；通过设置操作按钮在上位机上对苯塔回流泵进行启停操作。首先绘制苯塔部分的流程简图。在需要显示其参数值的地方，输入####.##,鼠标左键单击，进入动画连接-对象类型“文本（Text）”对话框，如图所示：图6-8监控界面点击数值输出下的“模拟”按钮，进入“模拟值输出”对话框，变量选择数据库中对应的点名称，如图6-9所示图6-9监控界面在所有监控点上，设在调节按钮，以便修该其调节器的参数值。选择工具箱中的“增强型工具按钮”，用鼠标在界面上的适当位置画出相应的按钮。右键点击，对象编辑，弹出“文本属性”对话框，在新字符中填写“调节”，以使其显示在按钮上，点击确定，完成设置。图6-10编辑文本属性鼠标双击该按钮，弹出“动画连接”对话框，点击触敏动作下的“左键动作”按钮，弹出“脚本编辑器”对话框，点击“按下鼠标”，输入脚本程序。本设计中定义此动作为，弹出“塔釜液位调节”窗口，所以其脚本程序为Display(“塔釜液位调节”)；如图所示图6-11脚本编辑器在苯塔回流泵和备用泵旁设置两组开关按钮，分别为“启动”和“停止”，在其左键动作的脚本程序中，对数据库中对应的变量赋值，如图为苯塔回流泵主泵的启动脚本程序。其“停止”按钮的脚本程序即将赋的值改为0.图6-12编辑脚本程序通过以上步骤，完成整个工艺流程，配置好各个监控点，效果如图。图6-13完成的监控界面6.3.3欢迎界面与功能设置监控系统的欢迎界面，使系统运行后自动启动该界面。在该界面中，简略阐述了该系统的相关信息，背景为作者所在单位的风景图片。在界面的右下角，设置“进入监控系统”按钮，点击即可进入，如图6-14所示。图6-14欢迎界面6.3.4顶部导航条功能在监控系统中，设置一个导航窗口，窗口显示风格设置为“顶层窗口”，使它能显示在每个监控界面的顶程，如图6-15所示图6-15窗口属性在导航条中，左侧用文本命令写入“辽宁工业的大学毕业设计演示系统”，其右方布置八个绿色方框，在每个方框上面分别用文本命令写上“分馏部分”，“精馏苯塔”，“脱甲苯塔”，“趋势曲线”，“报警指示”，“事件记录”，“主界面”，“退出”。把其中左侧的七个方框的动画连接属性的触敏动作中的窗口显示项设置为相应文本说明的窗口。把右侧“退出”文本下的方框的的左键动作的脚本程序设置为：exit(0);如下图所示图6-16编辑脚本设置完成后的效果如图所示图6-17顶层导航条效果6.3.5事件记录界面与功能在事件记录界面中，使用本地事件组件显示当前运行的系统中所有的系统日志和操作日志的内容。首先，在开发系统中，工程项目导航栏/复合组件中，选择事件下的本地事件，见图6-18图6-18复合组件双击本地事件，在窗口画中显示本地事件的组件界面，见图6-19图6-19编辑脚本双击本地事件组件，弹出配置对话框，如图6-20图6-20本地事件属性配置设置基本属性，包括颜色、和过滤两部分属性设置，过滤主要是在本地事件组中中显示的内容设置，在复选框中选中的，则显示，否则就不显示。本设计的设置如上图。记录格式。记录格式用来配置本地事件组件所显示的字段名。如图6-21.图6-21本地事件记录格式运行界面结果如图6-22所示：图6-22本地事件记录格式6.3.5报警系统界面与功能本设计中，设置报警界面。在复合组件对话框中的报警子类里点击“本地报警”。图6-23复合组件系统自动调出报警控件，如下图6-24所示图6-24报警组建界面报警控件的报警数据在实时数据库中处理和保存。各种报警参数是数据库点的基本参数，可在进行点组态的同时设置点的报警参数。力控过程报警的初始配置是在数据库组态界面中配置完成的，配置界面如图，在此界面中可以配置报警限值、报警优先级、报警死区、报警延时时间、偏差报警和变化率报警等。本设计中，设置低低限值为1000，高高限报警值为2500，如下图6-25所示图6-25报警参数配置表力控的系统报警是指当运行系统中有报警产生时，会以某些固定的方进行提示，力控中的系统报警的方式有：记录、标准报警声音、弹出提示框、系统报警窗、打印等。系统报警的设置。选择系统配置导航栏中报警配置下的报警设置并双击，弹出如图6-26对话框：图6-26报警设置双击报警控件，弹出属性对话框，如图6-27。图6-27报警控件外观设置颜色的配置如图：设置表头背景颜色，表头的文字颜色，报警确认后的颜色、报警级别为低、高、紧急时的颜色；数据源：选择报警的数据源，选择本地数据库；报警类型：选择实时记录；区域号：要显示的区域，本设计中默认即可；单元：选择所有单元；子单元：选择要显示的所有子单元；组：选择所有组；确认级别：设置报警控件的允许操作级别和允许操作的安全区，本设计为无。记录格式选项卡的配置：记录格式选项卡用来配置报警记录的显示内容，即记录的字段名。已选列中所列出的字段名将会是系统进入运行时本地报警组件所显示的字段。配置界面如图6-28所示：图6-28报警控件记录格式配置统计位号设置选项卡的配置：配合本地报警组件的statistic()方法使用，分别将统计个数变量、最大值变量、最小值变量连接一个变量点，所对应的点分别表示statistic()方法中的报警条数、最大值、最小值。配置界面如图6-29所示。图6-29报警控件其它配置配置后，运行力控，报警界面的效果如图所示。图6-30报警功能的运行结果6.3.6实时趋势曲线建立实时趋势曲线窗口，单击工具条上的按钮->曲线，将会出现复合组件对话框，见图6-31.图6-31复合组件在复合组件中选择曲线类中的趋势曲线，在窗口中点击并拖拽到合适大小后释放鼠标。如图所示：图6-32实时趋势曲线双击该控件，弹出属性对话框，对曲线选项卡中的内容进行配置，如图6-33所示。图6-33实时曲线属性曲线类型，设置为实时趋势，数据源为系统。变量选择从数据库中选出，本设计中选择塔釜液位和塔顶温度，其它的设置如上图6-33，点击“增加”按钮，配置好曲线。配置通用选项卡，本设计中，为了使曲线清晰易读，配置如下图6-34所示。显示XY轴的栅格，主分度数三条，次分度数为二条，黑色边框，白色背景，红色游标，时间为蓝色。图6-34实时曲线通用属性配置配置好所有数据，运行力控，打开实时曲线窗口，运行效果如图所示。图6-35报警控件运行演示第7章分布式网络通讯7.1概述力控®支持完全的分布式网络结构，多个力控应用系统可以分布运行在网络上的多台服务器上，每台服务器分别处理各自的监控对象的数据采集、历史数据保存、报警处理等。运行在其他工作站上的力控客户端应用程序通过网络访问服务器的数据。力控®系统以实时数据库为核心，数据库之间可以互相访问，可以互为服务器和客户端，灵活组成各种网络应用。力控®系统支持WEB应用。可将实时数据库的数据以WEB方式发布。用户可以通过互联网运用浏览器直接查看工厂的实时生产情况，如：流程图界面、实时/历史趋势、生产报表等。力控®系统根据功能的不同在集散控制系统中可以充当工程师站、操作员站、历史服务器站、报警服务器、事件服务器、文件服务器等，构成一个完成的分布式网络。图7-1力控服务器构架成的系统7.2分布式网络构架本设计采用分布式网络通讯，构架如下图7-2所示，用以实现INTERNET网络上任意节点对串口服务器的访问，进而完成远程客户端对现场设备的监控功能。图7-2网络构架图本设计中，串口服务器工作于服务模式，IP地址设置为10，工作于客户端的计算机，运行VSPM客户端，它会主动向服务端发起连接。其过程是，首先通过交换机和路由器，访问代理服务商的域名解析服务器，域名解析服务器根据访问者访问的域名解析出此域名在此时刻映射的动态IP地址。根据IP地址找到INTETNET网络上的为此IP地址的路由器，路由器根据被设置好的DMZ主机的IP地址找到运行于服务模式下的串口服务器。控制室仪表采用RS485总线网络，如图所示。图7-3串口服务器的RS485总线网络所有控制室仪表均并连在RS485总线上，RS485总线通过COM接入串口服务器。在每个仪表内，可以通过操作面板设置仪表的地址(addr)，波特率，端口模式等参数。所有的仪表执行AIBUS通讯协议，服务器工作时，通过仪表的地址值来识别所需通讯的仪表。7.3网络节点配置在一个网络系统中，一个与力控®系统通过网络进行数据通信的计算机系统被称为一个网络节点，不同的网络节点的力控软件可以构成标准的客户端/服务器网络结构，简称（C/S网络），力控软件即可以做服务器也可以做客户端。网络节点有两类：力控网络节点和WEB客户端节点。在本设计中，用力控软件即做服务端又做客户端，供本机使用且通过网络与其它力控网络节点进行通信。对于每一个网络节点，在通信之前必须对该节点进行参数配置，网络节点配置过程需要指定以下两方面参数：(1)该节点被其它网络节点访问时涉及的网络参数。(2)该节点访问其它网络节点时涉及的网络参数。7.3.1.服务器节点配置服务器节点是该节点被其他网络访问时涉及的网络参数，主要是服务器节点在网络中的IP地址的配置和端口号。要进行网络节点配置，在开发系统DRAW导航器中选择“系统配置”页中的“节点配置”项，该项下面有两个子项：“本机配置”和“网络节点”。本机配置用于指定该节点被其它网络节点访问时涉及的网络参数。双击该项弹出“本机配置”对话框，如图7-4所示：图7-4本机配置这里有两个选项，默认配置和手工配置。这里选择手工配置，自行指定本机被其它网络节点访问时建立TCP/IP网络链接的网络适配器（根据IP地址对应不同的网络适配器）和网络端口。在下面的“网络参数”中指定“本机IP地址”、“端口号1”和“端口号2”，然后单击“添加”按钮可增加一项配置。系统会自动将本台计算机在本地网络中的IP地址显示出来，不必去重新设置，端口号均为缺省，分别用2006、2007表示。点击确定完成本机配置。7.3.2通讯程序配置各个网络节点无论安装的是哪种Windows操作系统（如：WindowsNT/Windows2000/WindowsXP等），在Windows上配置网络时必须绑定TCP/IP协议，同时正确设置防火墙等网络防御软件的参数，保证各结点间的TCP/IP网络通信是正常的（可用PING命令测试节点间通信情况）。另外还要保证各个节点上力控软件的网络服务程序Netserver正常启动运行。其中网络服务程序的启动可以通过在DRAW中的“系统配置\初始启动程序”来进行查询与更改，如图7-5所示。图7-5初始启动程序7.4数据源配置7.4.1数据源简介在力控系统中，网络节点又分成两类：一类节点运行了力控实时数据库并实现了从现场I/O设备中采集过程数据，并可以给其它力控客户端程序提供这些过程数据，这类节点被称为数据源节点。另一类节点没有运行力控实时数据库，仅运行力控客户端软件，这类节点本身不能提供现场过程数据，被称为非数据源节点。数据源节点和非数据源节点之间，以及数据源节点和数据源节点之间都可以形成各种网络数据服务结构，以满足不同的网络应用，客户端程序有多种形式，最常用的是人机界面VIEW运行系统，由于多个力控实时数据库之间也可以互为服务器端和客户端，因此客户端也可以是另一个力控实时数据库系统。图7-6为一种典型的网络应用。节点1和节点2为数据源节点，实现了对现场过程数据的采集与监控。节点3和节点4为非数据源节点，从节点1和节点2中获取过程数据。非数据源节点4非数据源节点4非数据源节点3TCP/IP网络TCP/IP网络数据源节点2数据源节点2数据源节点1I/O设备I/O设备I/O设备图7-6数据源节点分布7.4.2数据源配置本设计中，本机既做服务端又作为客户端，必须配置数据源参数。数据源参数配置过程需要指定以下两方面参数：1.被访问的数据库为本地数据库还是远程数据库。2.当访问的是远程数据库时，需要指定数据库所在的网络节点的名称。下面是配置数据源的步骤。在开发系统DRAW导航器中双击“系统配置”页中的“数据源”，弹出“数据源”对话框，如图7-7.图7-7在“数据源”对话框中的列表框会自动显示一个预定义的数据源“系统”，单击“修改”按钮，弹出“数据源定义”对话框，如图7-8，在这里选择本地数据库。图7-8数据源定义7.5服务端数据库组态实时数据库是由管理器和运行系统组成，运行系统可以完成对生产实时数据的各种操作：如实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等，实时数据库可以将组态数据、实时数据、历史数据等以一定的组织形式存储在介质上。管理器是管理实时数据库的开发系统，通过管理器可以生成实时数据库的基础组态数据，对运行系统进行部署。DbManager是定义数据字典的主要工具。通过DbManager可以完成：点参数组态、点类型组态、点组态、数据连接组态、历史数据组态等功能。在Draw导航器中双击“实时数据库”项使其展开，在展开项目中双击“数据库组态”启动DbManager（如果您没有看到导航器窗口，请激活Draw菜单命令“特殊功能[S]/导航器”），启动DbManager后，进入DbManager主窗口，如图7-9.图7-9DbManager主窗口点击数据库的空白区域，弹出下图7-10。图7-10指定区域、点类型本设计中，所有点均可设置为模拟I/O点，点击“模拟I/O”,弹出下图7-11.图7-11点基本参数填写点名称，本点名为“tafuyewei”,点说明为“塔釜液位”，点击报警参数，弹出下图。图7-12点报警参数设置根据本设计，填写报警上下限，下限：1100mm，上限2500mm，设置完毕，点击数据连接，弹出下图7-13.图7-13点数据连接点击“设备”右侧的三角框，选择此数据点所连接的设备。点击“连接项”右侧的“增加”按钮，弹出下图7-14.图7-14宇电仪表数据连接选择此点所需连接的参数，点击确定，完成此点的数据库组态。继续进行其他点的组态，直至完成所有点的数据组态。第8章远程串口广域网解决方案8.1概述“所有设备立即联网”是未来科技发展的趋势。在自动化工业领域有成千上万的传感器、执行器、检测器、智能仪表、PLC等设备，互相连接形成一个控制网络。而最常用来连接这些设备的通信接口就是RS-232和RS-422/485总线。但是随着计算机技术和控制技术的不断发展，原有的通信接口在通信速率和通信距离上已经越来越不能满足需求。在这种趋势下，以TCP/IP和以太网为代表的成熟度较高的开放式网络技术，正逐渐应用于各个自动化系统，连接并控制所有的设备。采用串口服务器，将RS-232和RS-485协议的串口转换成TCP/IP协议的以太网接口，即可解决串口设备的联网问题。多个串口服务器接入交换机，进而接入路由器，连接到INTERNET网上，使得串口设备可以远程接入。图8-1硬件架构对于中小企业和教学实验室，宽带用户接入INTERNET的方式基本上是采用ADSL宽带拨号的方式，其IP地址是由电信供应商的DHCP服务器自动分配，每当地址池内的IP地址租期达到，就会由服务器重新分配新的IP地址。这样IP地址是动态的，而INTERNET网上的其它客户端也是采用动态的IP地址。两个动态IP地址的设备通讯有两类方案：A.申请购买第三方域名解析服务。采用该方式软件开发简单，性能比较稳定，系统的规模较小时费用比较低。但也有不足，当系统规模较大时，整体费用比较高，无法定制个性化的功能。B.定制IP地址解析服务器。自己开发IP地址解析服务器软件或是购买相应的软件模块。这种方法可以弥补动态域名方式的不足，尤其对大型系统而言，可以节约费用，灵活定制功能。为了解决动态IP问题，只需要额外支付构建一个IP地址解析服务器的费用。当然，与动态域名方式相比，这种方式最大的不足，在于软件开发的工作量比较大。本设计中，由于采用分布式网络通讯，控制器在下位机中，上位机的作用是监控，上位机的失控并不影响控制系统的安全性，企业规模不大，故采用A方案。方案A方案B图8-2动态IP联网解决方案8.2串口服务器的选择与硬件安装8.2.1串口服务器的选择图8-3NCS6001B串口服务器NCS6000系列串口通讯服务器采用高性能的专用处理器。可将RS-232/422/485串口的数据转换成TCP/IP、ARP、PPP、TELNET、UDP等协议平台上的10/100M以太网数据并可连接在Windows、Unix和Linux主机上。可以通过以太网使用TCP/IP提供TTY服务。NCS6000系列串口通讯服务器可以使用反向TELNET登录主机，并可提供Unix/Linux的固定端口号驱动，可以让用户为每个接口指定一个固定的TTY/COM端口。串口通讯服务器的四大应用：TCP/UDPRealport（Windows扩展串口模式）基于Windows平台下的扩展串口（com）驱动，并提供简洁易用的Windows平台下的管理程序，在WindowsNT/Windows2000/WindowsXP/Windows2003下可最多达1024个串口。在这种模式下，SerialCom串口通讯服务器的串口可以映射成Window主机的本地COM口。这意味着使用这些串口就如同使用主机上的本地COM口，同时也代表所有应用在原有串口设备上的现有软件或通讯模块皆无需修改就可以直接使用。MultiscreensTTY(UNIX主机登录模式)终端设备可借这种模式登录Linux/Unix主机。在这种模式下，每个串口均支持最多达6个虚拟屏幕，每个屏幕均支持标准TELNET或固定端口（RTELNET）两种登录方式,且每个屏幕可各自登陆不同的主机或相同的主机。通过热键切换，支持在一个终端前分别与不同的主机通讯，很好地实现了单人单终端多任务的应用。在固定端口模式（RTELNET）下，提供了SCOUnix/Linux/Unixware平台下的固定tty驱动。用户可以给每个登录终端取以tty开头的任意名字，这样就大大方便了用户的管理工作，也更容易诊断错误。PPPdialout/PPPdaemon（作为PPP服务端或PPP客户端）各串口都可支持PPP。经过配置，每个串口可以作为PPP服务端或PPP客户端使用。可以支持远程拨号访问服务系统的应用方式，SerialCom串口通讯服务器作为远程拨号访问服务系统中的拨入或者拨出服务器来使用。如果中间走RS-232两端走网络的方式，也可以用PPP的方式来进行连接，比如说RS-232的光端机。TCP/UDPSocket(基于网络通讯的Socket访问模式)提供基于Socket访问串口的全部数据包格式以及示例C源代码，可以在任何支持TCP/IP的操作系统下使用这种方式访问并且控制串口。TCP/UDPSocket模式下面分为tcpclient、tcpserver、udp。分别作为TCP的客户端、TCP的服务端和UDP功能。SerialCom串口通讯服务器根据串口数目和电源等级的不同可分为多个系列，以本设计中用到的NCS6001系列为例介绍如下：NCS6001系列单串口通讯服务器，交流220V供电。根据串口类型的不同分为NCS6001A、NCS6001B、NCS6001C、NCS6001D和NCS6001M五个具体型号。NCS6001A串口类型是RS-232，10/100M自适应以太网口；NCS6001B串口类型是RS-232/422/485三合一串口（串口类型的切换通过软件设置），10/100M自适应以太网口；NCS6001C串口类型是RS-232，10M以太网口；NCS6001D串口类型是RS-422/485串口（串口类型的切换通过软件设置），10M以太网口；NCS6001M嵌入式设计，串口类型是RS-232/422/485三合一串口（串口类型的切换通过软件设置），10M以太网口。本设计中，采用NCS6001B型串口服务器。8.2.2串口服务器的硬件安装1.将产品安装固定好，接好电源和网线。（1）请按照设备型号标注使用相对应的电源NCS6001系列服务器使用交流220V转5V2A电源适配器。（2）串口通讯服务器的连接a.可以用直连线把串口通讯服务器连接到集线器（HUB）或交换机（SWITCH）上，即串口通讯服务器连接到局域网上。串口服务器的网络接口，全采用8芯RJ-45插座，信号定义如下：表8-1串口服务器的以太网口接头定义RJ45RJ45100Base-T接口1TX+TranceiveData+(发信号+)2TX-TranceiveData-(发信号-)3RX+ReceiveData+(收信号+)4n/cNotconnected(空脚)5n/cNotconnected(空脚)6RX-ReceiveData-(收信号-)7n/cNotconnected(空脚)8n/cNotconnected(空脚)b.串口的连接NCS6001B型串口服务器有一个9针母头的串行接口，即有一个与标准PC计算机一模一样的串口。他有RS-232/RS-485HALF/RS-485FULL/RS-422四种工作模式，使用软件配置的方式选择串口类型，其管脚定义如下：表8-2串口服务器的串口在各个模式下的接线PINRS-232RS-485HALFRS-485FULLRS-4221DCD2RXDDATA-TXD-TXD-3TXDDATA+TXD+TXD+4DTR5GNDGNDGNDGND6DSR7RTSRXD+RXD+8CTSRXD-RXD-9本次设计中，采用的是RS-485半双工的工作方式，故从串口服务器的串口中接出“2”，“3”脚DATA-,DATA+,各个下位机并联到此线路中，即可组成RS-485通讯网络。2.通电后观察面板上指示灯来确认设备是否已经正常启动 PWR灯亮：表示设备已经正常上电PWR灯不亮：表示设备电源未接好或电源未开始供电 Link灯亮：表示设备网口已经正常连接 10M/100M灯亮：表示设备的网口自适应为100M 10M/100M灯不亮：表示设备的网口自适应为10M注：在安装和调试设备过程中请勿带电热插拔串口设备，以免造成设备的损坏。8.3串口服务器的软件配置在WindowsNT/2000/XP/2003系统下安装和设置串口通讯服务器。SerialCom串口通讯服务器的设置分为telnet中文菜单和网页方式两种。（1）通过网页方式设置串口通讯服务器如果能够确定串口通讯服务器的IP地址，并能在PC上PING通。可以用IE的方式打开设置界面，在IE的地址栏中输入SerialComNCS6000串口通讯服务器的IP地址，回车即可出现。如IP地址已被修改或丢失，可用该服务器的升级软件“upgrade.exe”找到该设备图8-4赛康NCS6001B型串口服务器升级软件单击Searchalldevices按钮，搜寻该局域网内的串口服务器，无论串口通讯服务器的IP地址是否与您的Windows系统在同一网段内，都应该能搜索到串口通讯服务器。图8-5搜寻串口服务器图8-6找到局域网内所有串口服务器几秒后，扫描出服务器，可以得到它的IP地址，打开[Tools]菜单下的[TemporarychangeIPaddress]图8-7工具下拉菜单填写需要使用的临时IP地址，在本设计中，串口服务器要连接路由器，路由器的DMZ主机要求将IP地址设置到192.168.1.XX的网段上，所以在此处将IP地址设置为10，点击OK。图8-8更改IP地址点击[确定]图8-9IP地址的修改成功临时IP地址设置完毕图8-10列表IP地址已被修改在IE地址栏里输入串口服务器的IP地址，进入串口服务器的配置界面。图8-11串口服务器配置界面点击左侧服务器，进入服务器配置界面。在[以太网IP地址]和[以太网子网掩码]中设置所需要的串口通讯服务器IP地址，本设计中，以太网地址设置为:10,以太网子网掩码为：。以太网工作模式为auto（自动），不启用DHCP服务器。点击左侧的串口配置下的端口1，进入端口1配置界面。根据所要连接的串口设备的波特率，数据位，停止位，校验位，流量控制，类型等设置串口通讯服务器的相应端口参数。本设计中，采用NCS6001B串口服务器，只有一个端口，端口波特率设置为9600KHz,数据位8，停止位1，校验位n（无）,流量控制none，类型为RS485,半双工。如下图所示。图8-12串口服务器端口1配置界面点击左侧工作模式下的端口1，进入端口1模式配置界面。窗口中[工作模式]选项，表示串口通讯服务器的串口在何种工作模式下工作，默认选项是[TCPrealport]，点击右侧的三角，会弹出下拉菜单如下图：图8-13端口1模式配置界面如图所示，端口的工作模式有TCPrealport,UDPrealport,TCP/UDPSocket,MultiscreensTTY,PPPdialout,PPPdaemon,Lineprinterdaemon,MCP,SimpleUDP,共九种模式。本设计中，由于串口设备为远程设备，需域名解析，故采用TCP/UDPSocket工作模式。TCP/UDPSocket模式简介：提供基于Socket访问终端服务器串口的全部数据包格式以及示例C源代码，可以在任何支持TCP/IP的操作系统下使用这种方式访问并且控制串口通讯服务器的串口。TCP/UDPSocket模式下面分为tcpclient、tcpserver、udp。分别作为TCP的客户端、TCP的服务端和UDP功能。可以支持PairConnection，即成对使用，两台串口通讯服务器中间走TCP/IP以太网，两端走RS-232/422/485方式，这样的应用方式有利于把两台异步串口设备不需通过PC而自动连接起来。本设计中，选择端口1，工作模式为TCP/UPDSocket下的tcpserver模式。再进入详细参数。图8-14TCP/UDPSocket模式的配置界面TCP/UDPSocket模式下面分为tcpclient、tcpserver、udp三个协议。分别作为TCP的客户端、TCP的服务端和UDP功能。其中配置选项[TCP数据]、[CR解释为]、[LF解释为]、[会话数]、[忽略NULL字符]对于这三个协议都有效。这些配置选项的含义解释如下：[TCP数据]包含[raw]和[telnet]两个参数。[raw]表示完全透明的传输，即串口通讯服务器从串口收到的数据通过socket透明地传向以太网络其他结点；[telnet]表示socket数据符合TELNET和RFC2217规范，串口通讯服务器从串口收到的数据按照相应的规则加入控制码后，再通过socket传向以太网络其他结点。本设计中选择raw。[CR解释为]包含[none]、[cr]、[lf]和[cr-lf]四个参数。[none]表示如果串口通讯服务器从串口收到“回车”将不传向以太网；[cr]表示串口通讯服务器从串口收到“回车”，照原样传向以太网；[lf]表示串口通讯服务器从串口收到“回车”，将“回车”变为“换行”传向以太网；[cr-lf]表示串口通讯服务器从串口收到“回车”，将“回车”变为“回车”和“换行”传向以太网。本设计中，选择cr。[LF解释为]包含[none]、[cr]、[lf]和[cr-lf]四个参数。[