现场总线网络控制在ABB DCS中的应用
日期：2006-4-16 15:50:09 来源：本文摘自《PLC&FA》
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ABB DCS是瑞士ASEA BROWN BOVERI公司(简称ABB公司)设计开发的集散控制系统,它适用范围广泛，既可应用于离散制造业，如:机床、汽车、飞机制造等工业,更可应用于大中小型连续性生产的流程工业，如:石油、化工、火电机组、炼钢、建材等工业。ABB DCS系统从硬件设计到软件设计，通信都采用国际标准。ABB DCS的软件编程语言AMPL(Asea Master Piece Language)是控制系统的一种编程模式,本文介绍ABB DCS的体系结构及其现场总线网络。
可下联9个控制网络,网络由类型为MB300的总线组成,总线传输速率达10Mbps。
4 控制网络层
控制网络层由9个类型为MB300的总线组成。一个控制网络可包括99个站(包括在局部控制网络中的站)。在控制网络中的每个MP200/1或AC450站都可下联一个局部控制网络。一个局部控制网络可包括9个类型为MB300的总线。MB300是一个高性能、串行、同步、半双工的大数据量高速总线。它采用IEEE 802.2逻辑链路控制(LLC)协议和IEEE 802.3带冲突检测的载波帧听多路存取(CSMA/CD)的介质存取控制(MAC)协议,属于Ethernet型局域网,总线可带载45个节点。在不使用中继器时,最大通讯节点距离为500m;使用3个同轴段、4个中继器和2个点对点链路时最大通讯节点距离为2500m,总线传输速率为10Mbps。
MB300通过每一个结点实现对上位机的联接以及与MP200等PLC系统的通信。它一般遵循543规则，即由5段组成，4个中继器(Repeater)联接，其中3段可以挂接设备，必须注意的是，只有在电缆的标记处方可通过收发器(Tranceiver)挂接设备，不同的设备联结又采用不同的联结电缆，如到PU510操作站用TK526电缆，而到控制站则选用TK576电缆。Tranceiver 只能安装在主干电缆段上的2.5米标志处，在两个线接头间同轴电缆段上的Tranceiver 间距应为25米的整数倍，其联接方式如图2所示:
T1、T2为终端电阻，其中只要一端接地，终端电阻为50欧姆，MB300总线为同轴电缆，具体又分为粗缆、细缆和光缆，作用各不相同，敷设同轴电缆时，需注意与其它信号电缆的隔离，如距离信号电缆30cm以外，距离380V低压电缆50cm以外，距离高压电缆5m以外。MB300总线选用CS513接口卡，上面的3个拨码开关S1、S2、S3分别用于对网络号、节点号、协议号的设置，其中的S1低四位用于设置主/从站的选择，高四位用于设置协议号，S2用于设置节点号，S3用于设置网络号。当需要修改或通过故障信息找出故障原因，可以进入工程师站进行数据修改或通过故障代码知道MB300总线的故障所在。了解影响MB300的通讯因素，针对这些因素逐一分析。
5.1 MFB(Master Field Bus)总线
MFB总线属于现场局域网总线，它联系于MP200、MP90、S400I/O、OPC(小型控制站)及传动系统之间。 MFB通讯总线采用同轴电缆、双绞线，它联接CI520/CI525/CI526通讯接口模块与DSTC452 modem ，每根双绞线线端必须隔离开，其中一个端头的屏蔽层必须接地，MFB的通讯速率为375Kb/s，其电阻为75欧姆，其硬件配置图如图3所示。MFB的相关系统信息从工程师站获得，大体顺序为时间、信息型号、代码、任务号、顺序号、数据，主要它表现有以下几种状态。
1 引言
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ABB DCS是瑞士ASEA BROWN BOVERI公司(简称ABB公司)设计开发的集散控制系统,它适用范围广泛，既可应用于离散制造业，如:机床、汽车、飞机制造等工业,更可应用于大中小型连续性生产的流程工业，如:石油、化工、火电机组、炼钢、建材等工业。ABB DCS系统从硬件设计到软件设计，通信都采用国际标准。ABB DCS的软件编程语言AMPL(Asea Master Piece Language)是控制系统的一种编程模式,本文介绍ABB DCS的体系结构及其现场总线网络。
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2 ABB DCS分布式工业控制计算机系统体系结构 P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
ABB DCS集散控制系统采用先进的微处理器(33MHz的Motorola 68020和33MHz的Intel80386、80486芯片)、CRT图形显示技术、高速安全通信技术和现代控制理论,形成了以现场控制站(MP200、AC410、AC450系列和本地、远程I/O系列)、操作员站(AS500 系列)、工程师站(Master Aid系列)、信息管理系统站(Advant Station系列)、计算机和网络接口站(Master Gate 系列)、计算机网络(Master Bus系列)和其它计算机通信设备为基础的,物理位置分散、系统功能分散、控制功能分散以及操作显示管理集中的过程控制、过程决策管理的大型智能网络。ABB DCS的通信网络结构分三层:(网络结构如图1所示)。
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图1 网络结构图
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3 信息管理网络层
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可下联9个控制网络,网络由类型为MB300的总线组成,总线传输速率达10Mbps。
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4 控制网络层
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控制网络层由9个类型为MB300的总线组成。一个控制网络可包括99个站(包括在局部控制网络中的站)。在控制网络中的每个MP200/1或AC450站都可下联一个局部控制网络。一个局部控制网络可包括9个类型为MB300的总线。MB300是一个高性能、串行、同步、半双工的大数据量高速总线。它采用IEEE 802.2逻辑链路控制(LLC)协议和IEEE 802.3带冲突检测的载波帧听多路存取(CSMA/CD)的介质存取控制(MAC)协议,属于Ethernet型局域网,总线可带载45个节点。在不使用中继器时,最大通讯节点距离为500m;使用3个同轴段、4个中继器和2个点对点链路时最大通讯节点距离为2500m,总线传输速率为10Mbps。
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MB300通过每一个结点实现对上位机的联接以及与MP200等PLC系统的通信。它一般遵循543规则，即由5段组成，4个中继器(Repeater)联接，其中3段可以挂接设备，必须注意的是，只有在电缆的标记处方可通过收发器(Tranceiver)挂接设备，不同的设备联结又采用不同的联结电缆，如到PU510操作站用TK526电缆，而到控制站则选用TK576电缆。Tranceiver 只能安装在主干电缆段上的2.5米标志处，在两个线接头间同轴电缆段上的Tranceiver 间距应为25米的整数倍，其联接方式如图2所示:
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图2 MB300网络连接图
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T1、T2为终端电阻，其中只要一端接地，终端电阻为50欧姆，MB300总线为同轴电缆，具体又分为粗缆、细缆和光缆，作用各不相同，敷设同轴电缆时，需注意与其它信号电缆的隔离，如距离信号电缆30cm以外，距离380V低压电缆50cm以外，距离高压电缆5m以外。MB300总线选用CS513接口卡，上面的3个拨码开关S1、S2、S3分别用于对网络号、节点号、协议号的设置，其中的S1低四位用于设置主/从站的选择，高四位用于设置协议号，S2用于设置节点号，S3用于设置网络号。当需要修改或通过故障信息找出故障原因，可以进入工程师站进行数据修改或通过故障代码知道MB300总线的故障所在。了解影响MB300的通讯因素，针对这些因素逐一分析。
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5 现场总线网络层
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5.1 MFB(Master Field Bus)总线
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MFB总线属于现场局域网总线，它联系于MP200、MP90、S400I/O、OPC(小型控制站)及传动系统之间。 MFB通讯总线采用同轴电缆、双绞线，它联接CI520/CI525/CI526通讯接口模块与DSTC452 modem ，每根双绞线线端必须隔离开，其中一个端头的屏蔽层必须接地，MFB的通讯速率为375Kb/s，其电阻为75欧姆，其硬件配置图如图3所示。MFB的相关系统信息从工程师站获得，大体顺序为时间、信息型号、代码、任务号、顺序号、数据，主要它表现有以下几种状态。
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