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.2无线与控制系统的连接
1420无线网关是无线设备和现有控制系统之间的接口，从网关到主机的连接可以用多种方式接入，主要有ModbusRS485，ModbusTCP/IP或OPC。而改造后的除灰控制系统使用的是罗克韦尔AB系列PLC，人机接口部分为罗克韦尔FactoryTalkView通用HMI解决方案。由于 AB 系列PLC中没有空余的485接口，本方案我们采用OPC的通讯方式。
无线网络的配置相对比较简单，分现场设备的配置和网关的配置两个环节。现场设备的配置主要是Join Key、NetworkID及数据刷新速率等的配置，Join Key和NetworkID分别为和无线设备通讯的握手密码和网络标识，可以使用无线网关的默认值，数据刷新速率根据实际需要确定。这些参数的设定可以通过支持无线版本的HART375手操器进行，也可以在随机配备的无线配置软件中进行设置。
网关的配置需要从笔记本电脑登陆1420网关进行，需要注意的是直接连接笔记本电脑和网关要使用随机配备的交叉网线。网关的登陆地址为其IP地址，默认为https://192.168.1.10。输入用户名和密码登陆后就可以根据需要修改IP地址，一般来说，无需更改IP地址，但对于将网关集成到现有以太网网络中的，网关IP地址就需要改到相应网段内的空余IP地址。PLC控制系统中，系统服务器的IP地址分别为192.168.0.1和192.168.0.3，客户端的地址是192.168.0.5，我们把无线网关IP地址改为192.168.0.10。
6 无线产品与控制系统的集成
Emerson智能无线网关内嵌软件（版本3.8.9），对网关及无线系统的设置与浏览通过IE浏览器进行，无需其他软件，分别在Setup—>Internetprotocol中设置IP地址为192.168.0.10，在Setup—>HART中设置仪表参数，在Setup—>OPC中设置要映射上传到上位机的变量。整个过程较简洁。
在AB系列PLC控制系统一侧，只需在HMI软件FactoryTalk ViewStudio中新建OPC，并选择EmersonProcess.GatewayOPCServerDA.3，在FactoryTalkView Studio中运行TagBrowser，新建Tag点与网关中新建OPC中的Tag点（如下图：192_168_0_10中Tag点）进行连接并进行HMI画面组态，就能正确显示测量值
下面是改造后的控制及无线系统图
7 无线产品的应用及评价
Emerson的无线产品有常用的压力、温度、liuliang、液位（料位）变送器、分析仪表和定位器等，基本涵盖了热控常用的测量信号。无线产品的优点是明显的，是费用的节省、人工、电缆和穿线管等就地施工费用的节省，也不需要购买模拟量卡件，施工及调试的时间也大大缩短。
用户要熟悉自己的控制系统，用户有权选择自己喜欢熟悉的产品。对于自动化行业来说，这个公司的产品能提供的某些功能，别的公司也能提供，关键的一点是我们如何正确灵活地运用这些产品，拓宽思路，使自动化的应用水平更上一层楼。
至于从安全的角度来看，由于现在都是小范围使用，没有超过100台，都不需要复杂多样的无线网络冗余方案。建议无线网关布置在离接收设备较近，离控制系统稍远的位置。
无线技术目前主要应用于无人值守的信号监视和电力系统的热力实验等。当然了，迄今为止无线技术仍未在工厂内部广泛采用。人们担心无线系统的可靠性、安全性以及电池的寿命，在传统的有线技术方案成本高昂的情况下也不愿意冒风险去应用尝试新产品。
8 未来展望
随着无线设备及无线电力输出技术的产生和发展，人们曾经担心的这些新技术已经被广泛使用，越来越被认可，甚至作为一种标准得到逐步加强。
互联网的产生和发展，也带动了社会、家庭及自动控制对互联网的需求和依赖，互联网从2G到3G，这种局面也随之改变。在许多领域的操作中，人们正在将目光投向无线技术，未来无线技术将被普遍应用到各种产品中去。
0 引言
集中供热系统是城市的重要基础设施，也是体现城市现代化水平的一个标志。发展集中供热具有良好的社会效益、环境效益和经济效益，对节约能源，改善环境质量，tigao人民生活水平具有重要的意义。为搞好城市集中供热工程，必须全面tigao供热技术水平，特别是要tigao供热系统的自动化控制水平。
1 系统构成
乌鲁木齐市热力总公司苇湖梁热网调度监控系统于2001年建成使用，40座换热站分四批接入热网监控系统。近几年来，由于监控中心的服务器、工程师站及操作员站的计算机设备老化、运行缓慢，对苇电热网通信方案进行升级改造后（由原先的拨号通讯方式改为ADSL通讯方式），另有56座换热站接入热网监控系统，数据量增大，系统更加不稳定，已经无法满足监控系统的要求，对系统升级势在必行。
热力总公司对原有的监控系统硬件和软件进行了升级改造，更新了服务器、工程师站和操作员站计算机。基于bbbbbbsNT4.0的操作系统和Gensis32 6.0版本组态软件也已升级为基于bbbbbbs 2003/XP操作系统的Gensis329.0（中文版）。升级后数据连接由原先通过DCOM配置改为基于Internet，数据稳定性tigao，修正使用DCOM在不同的平台之间互连造成的问题，减少了DCOM应用程序调试的时间。数据由原先的MicrosoftAccess(Limit 1G/Per Database)升级为Microsoft SQL 2005Express容量可扩展至4G，内置Modbus OPC Server,SNMP OPC Server,OPCDDE等通讯协议，兼容第三方软硬件，其扩展性强，兼容性强，稳定性可靠。考虑到近百座换热站数据量大，并且要求数据实时传输，将PVIOPC服务器由原来的1台增至3台。
监控系统升级后，设2台服务器（冗余），3台PVIOPC服务器（也可当操作员站），2台操作员站，系统结构如图1所示。选用ICONICSGENESIS32 V9.0组态软件，实现对整个系统的画面监测，历史趋势，参数设定、指令控制、报警管理和报表管理等功能。
图1 监控系统结构图
2 系统组态
2.1 应用程序结构
GENESIS32V9.0组态软件的应用程序的结构如下（见图2）：
Alarm Server Configurator配置OPC服务器要需要报警的标记,运行时GraphWorX32上利用Alarm Indicator及Live AlarmViewer控件来观察报jingfu务器状态和报警。
Alarm Logger Configurator的任务则是将AlarmServer的报警内容记录到数据库中,形成历史警报,运行时G raphWorX32刚利用Historical AlarmReport来显示数据库中的历史报警。
TrendWorX32Configurator的任务是将OPC服务器中需要采集的数据采集到数据库中,在G raphWorX32利用HistoricalTrend Viewer控件查看历史趋势。
TrendWorX32 Reporting则用来打印被采集到数据库中的数据。
GraphWorX32中显示实时数据和实时趋势则是直接通过OPCDA从OPC 服务器中获得数据的。
图2 应用程序结构
2.2 数据库处理
GENESIS32和B&R2005系列和X20系列PCC可编程控制器的通讯处理的实现通过B&RAutomation软件建立上位机与各个PCC中以太网模块的连接，将该连接作为OPC服务器，而GENESIS32作为OPC客户端，实现GENESIS32监控系统与PCC系统的通讯。
我们对B&R Automation软件进行OPCServer配置，对标签变量、通讯路径、数据转换进行配置。（见图3）
图3 PVI OPC Server配置器
通过对安装在服务器上的SQL Server Express2005 进行配置，创建两个数据库，一个用于存储报警时间数据，另一个存储历史数据。（见图4）
图4 SQL Server管理工作室
2.3 画面开发
组态软件中的GraphWrox32用于画面组态。监控画面参照换热站工艺图纸设计，直观反映换热站的整个工艺流程，通过色彩的过渡和不同颜色的搭配，突出了整个工艺的每个环节。参数总貌、参数设定、阀门控制、变频控制、二次回水压力设定、二次供水温度设定等，所有画面风格统一，布局一致，充分考虑了操作人员使用习惯。通过画面中的动态效果、颜色变化反映设备运行状态，以数值、棒图、趋势图的变化反映现场数据的变化。（见图5）
图5 换热站的工艺流程画面
2.4 历史数据采集组态
组态软件中的TrendWorX32 LoggerConfigurator将数据记录到后台的关系数据库之中,以历史曲线或报表的方式显示出来。它不仅可以记录原始的数据,还能记录过滤后的数据以及经过数学运算后数据,它使用微软的ADO/OLEDB技术,通过它可以连接Access,SQLServer ,MSDE或者
Oracle。
图6 TrendWorX32 Logger 配置器
在GraphWorx32中，有个T ActiveXControl，该控件可通过多种形式来显示数据，如时间曲线、xy曲线、棒图、饼图、对数坐标图等。用户可以很方便的在其属性页中定义其颜色、字体、列属性、值域范围、笔属性、时间轴等，甚至可以在一个控件中显示实时曲线和历史曲线，这样就可以将上周的数据与当前数据进行比较，当前生产量与计划生产量进行比较，操作员可以随意添加注释，曲线可以自由地放大、缩小，数据也可以统计。
图7 工艺量的历史趋势曲线画面
2.5报表生成
组态软件中的TrendWorx32Reporting用于从存储的历史数据库中提取数据形成报表,并且以数据库表格,文本文件,EXCEL文件等方式显示出来，还可根据实际需要灵活调整所需的时间段报表。当用户需要浏览、导出、打印某日的报表时，只需指定报表生成日期，系统将自动创建历史数据的用户报表。
图8 创建历史数据用户报表
2.6报警存储、查询
组态软件中的AlarmWorX32Server是一个分布式的警报和事件管理系统,可在标准的GENESIS32套装中使用,也可作为一个开放的组件单独使用,它提供实时的报警信息。报jingfu务器组态(AlarmServer Configurator)当OPC变量或者表达式需要报警时,将其组态到报jingfu务器组态里,在报jingfu务器组态里可定义上下限报警,偏差报警,数据变化率报警,以及数字量的报警.可指定报警相关量,指定报警点属于哪个报警区,报jingfu务器组态内容是存储在Access或者SQL数据库之中的。
图9 AlarmWorX32服务器配置器
在GraphWorx32中新建一个窗口,单击工具栏上的ICONICSA控件,会在画面中添加一个报警控件,如下图所示。默认情况下,该控件已经关联了报jingfu务器,可以直接运行画面,如果此时有报警信息的话,就可以从控件中看到。
图10 历史报警信息画面
3 结束语
该监控系统自投入运行以来，运行稳定、可靠，作为热网监控系统组态支撑软件的GENESIS32平台，在系统开发中发挥了重要的作用，较大幅度地减少了系统的开发工作量，缩短了开发时间，并具有较好的工作稳定性。
5、模拟信号的数字化远程传输与还原
ISODA模块可以通过短接HOST端到GND端（即11脚和12脚短接）设置成主机模式，与ISO4021模块的通讯接口相连接，并将ISO4021模块设置为Modbus通讯方式，就可以实现将ISO4021的两通道输入信号对应在ISODA模块的两个输出通道里输出。该模式主要用于模拟信号的数字化远程传输与还原，在信号的光纤传输，GSM、CDMA无线传输，以太网传输等领域得到广泛应用。
ISODA模块主机模式设置方法：1，模块没有上电时，短接HOST端到GND端（即11脚和12脚短接）。2，接通电源，给模块上电，模块即进入主机模式，会不断地按Modbus协议的发出读寄存器数据命令。3，注意，要进入主机模式，CONFIG管脚不要短接到地线(GND管脚)，否则会进入缺省模式。
4-20mA模拟信号在工业现场应用广泛，下面以4-20mA信号为例，实现远程传输与还原。4-20mA模拟信号进入ISO4021A4-232模块后转换成数字量，通过RS-232接口，连接到RS-232转光纤转换器，或者RS-232转GSM/CDMA转换器，或者RS-232转以太网转换器，再通过光纤，或者GSM/CDMA，或者以太网远程传输，在接收端再用相应的RS-232转光纤转换器，或者RS-232转GSM/CDMA转换器，或者RS-232转以太网转换器，将信号转换成RS-232信号。RS-232信号输出到ISODAO1-232模块的RS-232接口，后ISODAO1-232模块输出4-20mA的模拟信号，完成了远程传输功能。
图4 4-20mA信号远程传输
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图5 ISODA与ISO4021的RS-232通讯接线图
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图6 ISODA与ISO4021的RS-485通讯接线图 6、结束语
工业现场信号远程传输过程中，由于干扰源比较多，处理不当往往会影响正常的生产制造，造成不必要的损失，一些新的方案可以有效地tigao现场控制的性能。利用RS-485数字信号进行远程传输，利用远程模拟信号输出模块ISODA输出模拟信号，在工业现场中可以有效抑制干扰，使用方便，得到了越来越多的应用。