廈門宇電 - 智能分布式控制系統(tǒng)
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AIDCS智能分布式控制系統(tǒng)
宇電采用AI系列測控儀表作為下位機(jī)，利用多功能通信控制器進(jìn)行通信，結(jié)合計(jì)算機(jī)和組態(tài)軟件組成智能分布式控制系統(tǒng)。AIDCS綜合了操作集中、危險(xiǎn)分散和開放性的優(yōu)點(diǎn)，但即使采用相同的硬件和結(jié)構(gòu)，也未必就符合AIDCS智能分布式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，例如，在一個(gè)需要實(shí)現(xiàn)程序控制溫度的應(yīng)用中，方案A利用上位機(jī)組態(tài)軟件通過改寫下位機(jī)的給定值 (SV) 來實(shí)現(xiàn)程序控制，雖然二者使用的硬件和通訊協(xié)議一致，但方案A并不符合宇電AIDCS系統(tǒng)的定義， 因?yàn)橐坏┟撾x了網(wǎng)絡(luò)和上位機(jī)，下位機(jī)AI-719即無法自我進(jìn)行程序控制；而方案B則選取自身帶有程序控制功能的AI-719P型儀表，程序是設(shè)置在儀表自身內(nèi)的，即使脫離了網(wǎng)絡(luò)和上位機(jī)，系統(tǒng)依舊可以正常工作，因此只有方案B才符合宇電AIDCS系統(tǒng)定義。
AIDCS分布式控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、下位機(jī)和管理層等組成部分，上位機(jī)可采用安裝有組態(tài)軟件的工業(yè)觸摸屏，也可選擇基于WINDOWS操作系統(tǒng)的工控機(jī)，可提供操作人員瀏覽現(xiàn)場實(shí)時(shí)工況畫面，也可進(jìn)行如使用權(quán)限、系統(tǒng)配置等設(shè)置，并對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；下位機(jī)可選擇各種功能型號的AI系列盤裝或?qū)к壈惭b類型的測控儀表以及PLC、變頻器等工控設(shè)備。AIDCS的優(yōu)點(diǎn)在于，萬一當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，現(xiàn)場工控設(shè)備仍能維持正常工作，并且儀表操作人員仍可依傳統(tǒng)儀表使用方法直接操作儀表；管理層計(jì)算機(jī)為選項(xiàng)，可透過局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，為管理人員提供工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及報(bào)表。AIDCS系統(tǒng)體系以危險(xiǎn)分散、布線簡單、可靠性好和性價(jià)比較高等優(yōu)點(diǎn)，深受廣大用戶青睞。
AIDCS具有RS485直接聯(lián)網(wǎng)（AI-BUS或MODBUS-RTU協(xié)議）以及帶有通信控制器的MODBUS-485和MODBUS-TCP組網(wǎng)等不同應(yīng)用方式，實(shí)現(xiàn)高可靠性、高測控精度、高靈活性、高兼容性及低成本的工業(yè)自動化系統(tǒng)方案，具有眾多行業(yè)的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，并可為行業(yè)客戶提供定制產(chǎn)品。
一、儀表直接聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)
宇電的系列產(chǎn)品可以通過加裝RS485通信接口來組成網(wǎng)絡(luò)。儀表自身RS485通信口可支持19.2K通信波特率并可使用宇電研發(fā)的AI-BUS通信協(xié)議，適合在聯(lián)網(wǎng)儀表數(shù)量不多并且其它廠家設(shè)備較少的場合。此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，并且AI-BUS專用通信協(xié)議具有簡單高效的優(yōu)勢，可更節(jié)省通信字節(jié)并加快通信速度。
二、基于MODBUS-485通信控制器的網(wǎng)絡(luò)體系
在系統(tǒng)中需要連接較多設(shè)備時(shí)，可利用宇電AI-MODBUS-S型基于RS485的多功能通信控制器擴(kuò)展系統(tǒng)的規(guī)模，利用宇電AI-MODUBS-S通信控制器，每個(gè)通信控制器可掛載36臺AI儀表，而上位機(jī)的每個(gè)485通信口又可以掛載多個(gè)通信控制器，并且可以與兼容MODBUS-485的其它廠家設(shè)備混合組網(wǎng)。RS485通信端口速度較低，但是具有成本低、接線簡單及通信距離長等優(yōu)勢。MODBUS-485網(wǎng)絡(luò)能輕松組建儀表數(shù)量多達(dá)數(shù)百臺規(guī)模的系統(tǒng)。而多功能通信控制器還具有中繼延長通信距離、信號光電隔離及報(bào)警輸出功能。
三、基于MODBUS-TCP通信控制器的網(wǎng)絡(luò)體系
在系統(tǒng)中有大量設(shè)備同時(shí)又要求較高的數(shù)據(jù)刷新率時(shí)，可利用宇電AI-MODBUS-TCP型通信控制器組建基于TCP形式的網(wǎng)絡(luò)，主協(xié)議采用MODBUS-TCP。利用宇電AI-MODUBS-TCP通信控制器，每個(gè)通信控制器具備1~2個(gè)串口，每個(gè)串口掛載36臺儀表，單個(gè)通信控制器可連接72臺各種型號的AI系列儀表，并且可以與兼容MODBUS-TCP的其它廠家設(shè)備混合組網(wǎng)。由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于RS485通信端口，因此系統(tǒng)可以容納的設(shè)備數(shù)量幾乎沒有限制，可適應(yīng)幾乎所有類型的工業(yè)及民用項(xiàng)目應(yīng)用。
除了單表應(yīng)用，其他聯(lián)網(wǎng)方式客戶都可以選擇連接到互聯(lián)網(wǎng)，甚至將現(xiàn)場數(shù)據(jù)上載到云端，但設(shè)備及數(shù)據(jù)的安全性需要客戶自行評估及負(fù)責(zé)。如無特殊情況，一般建議不要連接到互聯(lián)網(wǎng)，以避免現(xiàn)場儀表受到黑客的攻擊。
四、系統(tǒng)組成說明
1、上位機(jī) (計(jì)算機(jī)及組態(tài)軟件）
可使用工業(yè)觸摸屏或常用的WINDOWS操作系統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)，如果計(jì)算機(jī)放在有空調(diào)的操作室內(nèi)，也可以用普通PC，如果放在干擾大，溫度高的工業(yè)現(xiàn)場，應(yīng)采用工業(yè)級計(jì)算機(jī)。組態(tài)軟件可選擇如宇電提供的AIDCS網(wǎng)絡(luò)版軟件，使用簡單，支持多機(jī)連網(wǎng)、具備流程圖（可設(shè)置動畫）、儀表屏、歷史記錄、實(shí)時(shí)記錄 和打印功能，查詢數(shù)據(jù)方便性和記錄標(biāo)準(zhǔn)度遠(yuǎn)優(yōu)于無紙記錄儀，亦可自由選擇如組態(tài)王、WCC、ifix、華富、MCGS、三維等各種國產(chǎn)及進(jìn)口軟件，宇電可提供OPC驅(qū)動程序及組態(tài)服務(wù)，客戶也可根據(jù)需要自行組態(tài)，組態(tài)軟件能做出功能強(qiáng)大，畫面美觀的系統(tǒng)，客戶也可自行設(shè)計(jì)軟件，宇電可提供協(xié)議內(nèi)容及技術(shù)支持。
2、下位機(jī) (AI系列智能測控儀表）
AIDCS系統(tǒng)的下位機(jī)采用了AI系列盤裝或DIN導(dǎo)軌安裝型二次儀表，包括單路/多路測量報(bào)警儀表、電力測量儀表、流量積算儀、PID調(diào)節(jié)器等系列產(chǎn)品，亦提供開關(guān)量輸入/輸出模塊作為輔助功能，安裝形式多樣，性能優(yōu)異，抗干擾性能強(qiáng)，可靠性高，近十年的年平均返修率小于千分之三，保修期長達(dá)5~10 年，可很好地適應(yīng)各種工業(yè)現(xiàn)場溫度、壓力、流量、液位等的測量與控制，并可以處理開關(guān)量信號的輸入與輸出。
3、管理層計(jì)算機(jī)
管理層計(jì)算機(jī)為選項(xiàng)，用戶可直接使用客戶現(xiàn)有的內(nèi)部企業(yè)管理用的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，不需要為建立AIDCS系統(tǒng)增加額外的硬件投資，如果組態(tài)軟件是WWW版本的，管理層計(jì)算機(jī)只需用使用普通互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器即可了解工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，甚至可以使用IPAD來完成。如果客戶管理尚未實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，可不設(shè)此層，或簡單的建立廠長、總工計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場操作站的連網(wǎng)即可。
4、多功能通信控制器
多功能通信控制器能不僅可以起到信號隔離保護(hù)及中繼擴(kuò)展通信距離等作用，在系統(tǒng)有大量儀表時(shí)可以大大縮短循環(huán)采樣周期，并可將儀表的AIBUS協(xié)議轉(zhuǎn)換為MODBUS RTU/ASCII/TCP等協(xié)議，方便與不同廠家設(shè)備相容。
5、通訊連線
RS485接口應(yīng)采用雙絞線連接，不能用電源花線、絞線或電話線連接，干擾很強(qiáng)的場合可用工業(yè)專用的帶屏蔽的雙絞線，干擾不強(qiáng)的場合也可用價(jià)格便宜購買方便的5類或超5類的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)線。目前的實(shí)際應(yīng)用中，用9600波特率，布線已達(dá)3千米。布線方法如下：
