基于EtherN et /IP 網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)交換機(jī)Stratix5700 溫度監(jiān)控方法

李云豪

（廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司南寧卷煙廠，廣西南寧 530001）

1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)介紹

南寧卷煙廠制絲車間各設(shè)備之間采用EtherNet /IP 協(xié)議的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，主要通過(guò)PLC 組態(tài)雙網(wǎng)卡的方式建立雙層網(wǎng)絡(luò)，分別為監(jiān)控網(wǎng)（193 網(wǎng)）和設(shè)備網(wǎng)（192 網(wǎng)）。如圖1 所示，其中監(jiān)控網(wǎng)采用Stratix8000 交換機(jī)進(jìn)行環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組態(tài)，主要用于PLC 與PLC 之間，PLC 與上位機(jī)之間的通訊。設(shè)備網(wǎng)采用Stratix5700 交換機(jī)進(jìn)行樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組態(tài)，主要用于PLC 與分布式IO，水分儀，變頻器等設(shè)備通訊。本論文的重點(diǎn)在于介紹設(shè)備網(wǎng)中Stratix5700 交換機(jī)的溫度監(jiān)控方法，從而有效預(yù)防交換機(jī)超溫報(bào)警，導(dǎo)致設(shè)備大面積停機(jī)等故障隱患。

圖1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

2 CIP 協(xié)議簡(jiǎn)介

CIP 是一個(gè)端到端的面向?qū)ο蟛⑻峁┝斯I(yè)設(shè)備和高級(jí)設(shè)備之間的連接的協(xié)議，CIP 有兩個(gè)主要目的，一是傳輸同I/O 設(shè)備相聯(lián)系的面向控制的數(shù)據(jù)；二是傳輸其他同被控系統(tǒng)相關(guān)的信息，如組態(tài)、參數(shù)設(shè)置和診斷等。

3 EtherNet /IP 網(wǎng)絡(luò)上建立連接

3.1 配置交換機(jī)

首次配置Stratix5700 交換機(jī)時(shí)，需要用針頭按下EXPRESS Setup 按鈕，Setup 燈閃爍說(shuō)明交換機(jī)進(jìn)入設(shè)置模式。然后使用電腦，將網(wǎng)線插入正在閃爍的網(wǎng)絡(luò)端口，將電腦IP 設(shè)置為自動(dòng)獲取，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)訪問(wèn)http://169.254.0.1 進(jìn)入交換機(jī)配置后臺(tái)，交換機(jī)初始賬號(hào)為admin，密碼為switch。進(jìn)入交換機(jī)后臺(tái)，需要設(shè)置交換機(jī)IP，因交換機(jī)處于設(shè)備網(wǎng)，將其IP 設(shè)置為192.168.1.200。如圖2 所示，如果有其他需求，也可以進(jìn)行設(shè)置，例如端口快速鏈接，環(huán)網(wǎng)配置等。

圖2 交換機(jī)后臺(tái)界面

3.2 AOP 軟件安裝

從官網(wǎng)下載AOP 軟件，如圖3 所示，并進(jìn)行安裝，軟件將自動(dòng)安裝EDS 描述文件，否則電腦無(wú)法通過(guò)RSLinx 查找到交換機(jī)設(shè)備，進(jìn)而無(wú)法進(jìn)行組態(tài)配置。

圖3 AOP 軟件下載

3.3 RSLinx 中的信息查看

將電腦IP 設(shè)置為192 網(wǎng)段，利用RSLinx 軟件通過(guò)新建一個(gè)EtherNet /IP驅(qū)動(dòng)，可以自動(dòng)獲取EtherNet /IP 網(wǎng)絡(luò)中硬件分布、IP 及硬件版本等信息，如圖4所示。若不在同一網(wǎng)段將無(wú)法在同一驅(qū)動(dòng)連接下獲取該信息。

圖4 硬件組態(tài)信息

3.4 使用RSLogix 5000 進(jìn)行組態(tài)

首先在硬件組態(tài)中添加Stratix5700交換機(jī)，硬件號(hào)為1783-BMS20CL，其中20 為端口數(shù)量，版本3.001、專用網(wǎng)絡(luò)IP必須與實(shí)際一致，否者組態(tài)會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。如圖5 所示。

圖5 交換機(jī)組態(tài)信息

通過(guò)參數(shù)查看可以看到，需要的關(guān)鍵參數(shù)交換機(jī)溫度（Switch Temperture）也在組態(tài)信息中，因此可以通過(guò)CIP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用MSG 指令對(duì)其進(jìn)行采集。如圖6 所示。

圖6 交換機(jī)部分CIP 信息

3.5 使用RSLogix 5000 程序編寫

通過(guò)添加程序代碼，Logix PLC 采用RSLogix 5000 編譯軟件編程，MSG 功能塊可以直接讀取組態(tài)后的交換機(jī)中的數(shù)據(jù)。NET_AB_Stratix_All 程序塊可以通過(guò)官網(wǎng)程序示例獲得，如圖7所示，在建立標(biāo)簽的時(shí)候，會(huì)建立多個(gè)數(shù)據(jù)類型為MESSAGE 結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽，Path_to_Switch 路徑設(shè)置中，需要選擇對(duì)應(yīng)的組態(tài)交換機(jī)，才能獲得該交換機(jī)的CIP 數(shù)據(jù)，部分MSG 指令參數(shù)設(shè)置如圖8，圖9 所示。

圖7 程序代碼

圖8 MSG 指令參數(shù)1

圖9 MSG 指令參數(shù)2

最后通過(guò)標(biāo)簽查看程序塊中的參數(shù)，并找到實(shí)時(shí)溫度（Temperature）標(biāo)簽，如圖10 所示，上位機(jī)通過(guò)訪問(wèn)該標(biāo)簽可以建立歷史趨勢(shì)圖。另外還可以在參數(shù)中找到端口占用，故障報(bào)警信息，CPU 運(yùn)行時(shí)間等。

圖10 程序標(biāo)簽

3.6 通過(guò)上位軟件制作HMI 趨勢(shì)

使用Intouch 軟件建立與PLC 之間的標(biāo)簽通訊，網(wǎng)絡(luò)段選擇為監(jiān)控網(wǎng)，將溫度值采集到上位系統(tǒng)中，并選擇記錄數(shù)據(jù)，如圖11 所示。最后制作成歷史趨勢(shì)，方便員工查看歷史曲線，分析設(shè)備故障。如圖12 所示。還可以通過(guò)設(shè)置上限與下限值，當(dāng)超出預(yù)警值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒員工對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控操作。

圖11 上位通訊點(diǎn)

圖12 趨勢(shì)圖

4 結(jié)論

此次技術(shù)改造所涉及的通訊，都建立在EtherNet /IP 網(wǎng)絡(luò)上，通過(guò)對(duì)交換機(jī)硬件組態(tài)，CIP 協(xié)議的數(shù)據(jù)獲取，將工業(yè)交換機(jī)的狀態(tài)實(shí)時(shí)采集到PLC 中，有利于對(duì)工業(yè)交換機(jī)的狀態(tài)監(jiān)控以及故障分析，當(dāng)交換機(jī)發(fā)生故障時(shí)，可以通過(guò)上位機(jī)及時(shí)查看相關(guān)信息，無(wú)需通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)連接進(jìn)行診斷分析，方便維修人員日常工作與維護(hù)，更是提升了工廠智能化、信息化的發(fā)展，更有利于設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，更好地滿足了工藝需求。