1 引言 由于工業(yè)現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)兼容性原因，在許多新建工業(yè)控制工程中，工業(yè)以太網(wǎng)正以其低成本，高實效，高擴(kuò)展性成為工業(yè)控制的主流技術(shù)。德國西門子公司研發(fā)的SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)作為西門子全集成自動化系統(tǒng)中的一個重要組成部分，是工控領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的工業(yè)以太網(wǎng)體系。SIMATIC NET提供了符合ISO/OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型下開放的適用于工業(yè)環(huán)境下各種控制級別的不同的通信系統(tǒng)，為完善的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的通訊提供部件和網(wǎng)絡(luò)體系。 2 SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)概述 SIMATIC NET是一個開放、高效的工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)體系。主要由3部分組成: Industrial Ethernet工業(yè)以太網(wǎng)；Profibus現(xiàn)場總線；A-S Interface前端總線。通過上面3部分網(wǎng)絡(luò)體系組合，SIMATIC NET就幾乎可以應(yīng)用于所有的工業(yè)自動化領(lǐng)域，實現(xiàn)將現(xiàn)場分散的儀表、控制器、計算機(jī)的全系統(tǒng)集成。 SIMATIC NET工業(yè)以使用屏蔽雙絞線及光纖傳輸作為通信介質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線型、環(huán)型等結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)連接元件有OSM（光學(xué)交換機(jī)模板）和ESM（電氣交換機(jī)模板）待系列交換機(jī)。其中組建以太網(wǎng)最關(guān)鍵的設(shè)備是CP系列的通信處理器。通過CP系列模板用戶可以很方便的將S7系列PLC通過以太網(wǎng)進(jìn)行連接，并且支持使用STEP7軟件。同時可以同PC上的OPC Server進(jìn)行通信。 SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)軟件包括SIMATIC NET V6.0和OPC（OLE for Process Control）標(biāo)準(zhǔn)，其中SIMATIC NET軟件提供了統(tǒng)一的Windows畫面，通過它提供了APC（Advanced PC Configuration）高級PC配置工具，PC機(jī)可以作為整個系統(tǒng)控制系統(tǒng)的一個站點同其他PLC站進(jìn)行通信，SIMATIC NET OPC是服務(wù)器/客戶端結(jié)構(gòu)，客戶端訪問服務(wù)器的程序。采用OPC技術(shù)大大提高了控制系統(tǒng)的互操作性和適應(yīng)性。 3 濟(jì)鋼第三煉鋼廠連鑄機(jī)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置 濟(jì)鋼三煉鋼板坯連鑄機(jī)基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)就是采用德國SIEMENS公司的SIMATIC NET技術(shù)構(gòu)建的儀控合一的基礎(chǔ)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。整個基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)分為二級，一級是由L1服務(wù)器、L1客戶端、智能專家系統(tǒng)計算機(jī)（ASTC、Mold Expert）和各主PLC組成工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)使用的是屏蔽雙絞線以及光纖，通信速率為10Mb/s，采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)行信息的交換，使操作人員可以實時監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)，根據(jù)生產(chǎn)情況在HMI上進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并可將設(shè)備運行情況通過曲線或文字的形式記錄下來，以備后期研發(fā)。第二級是為了滿足各PLC與各單體設(shè)備之間數(shù)據(jù)快速響應(yīng)要求，采用SIMATIC NET通訊系統(tǒng)中的Profibus網(wǎng)絡(luò)作為單元級數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，完成主體PLC與遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)、分布I/O系統(tǒng)和變頻器通訊，以滿足生產(chǎn)的精準(zhǔn)要求。PLC主要采用S7-300、 S7-400及C7系列作為主站，遠(yuǎn)程I/O、變頻器等智能單元作為從站，主站與從站通過現(xiàn)場總線PROFIBUS_DP進(jìn)行通訊。在這套控制系統(tǒng)所有的電氣設(shè)備包括PLC、數(shù)字傳動裝置等全部采用德國SIEMENS公司產(chǎn)品。整個網(wǎng)絡(luò)的布局如圖1所示。 [align=center] 圖1 連鑄機(jī)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置[/align] 由該連鑄機(jī)控制系統(tǒng)由18套PLC、4臺計算機(jī)操作站、1臺計算機(jī)服務(wù)器以及遠(yuǎn)程I/O組成。其中四臺主PLC包括PLC-C、PLC-S、PLC-I、PLC-R直接掛在工業(yè)以太網(wǎng)上，其余PLC及智能設(shè)備通過Profibus-DP與各自的主PLC通信。PLC-C用于公用系統(tǒng)的檢測和控制，PLC-S用于鑄流系統(tǒng)的檢測和控制， PLC-I用于儀表系統(tǒng)的檢測和控制。PLC-R用于輥道系統(tǒng)的檢測和控制，其余各PLC有1臺PLC用于結(jié)晶器調(diào)寬系統(tǒng)的檢測和控制，1臺PLC用于結(jié)晶器振動系統(tǒng)的檢測和控制，2臺用于結(jié)晶器液位系統(tǒng)的檢測和控制3臺用于液壓系統(tǒng)的檢測和控制，2臺用于潤滑系統(tǒng)的檢測和控制，2臺用于一次、二次火焰切割機(jī)的檢測和控制， 1臺用于鑄坯打號機(jī)的檢測和控制、1臺用于去毛刺的機(jī)檢測和控制。設(shè)置了4臺計算機(jī)操作站用于智能人機(jī)接口，分別放在主操作室和出坯操作室，對連鑄機(jī)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)視和操作，并打印報警事件。核心設(shè)備服務(wù)器放置于微機(jī)室中。 4 系統(tǒng)軟件及數(shù)據(jù)通信 濟(jì)鋼三煉鋼連鑄機(jī)控制系統(tǒng)的PLC編程工具采用Siemens公司的Step7.0軟件，該軟件可能通過以太網(wǎng)對S7系列PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)，編程和診斷。上位數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制畫面系統(tǒng)即SCADA（Supervisory ControI And Data AcquiSition System），開發(fā)軟件采用的UGS公司Factorylink7.5，該軟件是基于Server/Client模式的軟件，一個Server可以連接上數(shù)個百個Client組成龐大的系統(tǒng)，并可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的遠(yuǎn)程組態(tài)，組態(tài)方便，功能強(qiáng)大。Factorylink7.5該軟件利用OPC技術(shù)與SIMATIC NET OPC服務(wù)器通信，將現(xiàn)場信號按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與服務(wù)器端連接起來，實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)交換，整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程如圖2所示。 [align=center] 圖2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程[/align] 通過上圖我們可以看出系統(tǒng)的4臺客戶端計算機(jī)直接與L1服務(wù)器進(jìn)行通信，從服務(wù)器中讀取現(xiàn)場數(shù)據(jù)，而L1服務(wù)器作為SIMATIC　NET的OPC客戶端與SIMATIC NET的OPC服務(wù)器通信，SIMATIC NET的OPC服務(wù)器才直接與下位PLC進(jìn)行通訊的，實現(xiàn)對PLC內(nèi)存單元的直接進(jìn)行讀寫訪問，從而達(dá)到通過PLC來控制鑄機(jī)生產(chǎn)過程。 5 結(jié)束語 濟(jì)鋼三煉鋼連鑄機(jī)自動化網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采用了自動化的先進(jìn)技術(shù)，尤其是SIMATIC　NET及為OPC技術(shù)的應(yīng)用，不僅使系統(tǒng)維護(hù)，還便于擴(kuò)展，系統(tǒng)投用至今對于提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善操作條件，提高勞動效率都起到了積極的作用。