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1、以多家著名自动化会员公司例如西门子、 菲尼克斯为代表的国际组织推出了基于实时工业以太网的协议标准。各个厂商以此协议标准推出了各种自动化产品和解决方案， 为当前的自动化用户提供了一个简单可靠、 完全透明的工业以太网平台的解决方案。同时由于能够全面的支持技术，更好的融入企业生产管理系统，使得信息流、控制流一网到底成为可能。的最主要特点如下 21 数据通讯实时、稳定。以太网主要使用在对数据通讯实时性要求不高的办公系统中， 由于基于的通讯技术使得在网络负载很高的情况下， 系统无法确定数据传递的时间。针对自动化实时性的需求， 规定了 3 种不同的通讯方式， 确保数据通讯实时、稳定和安全，满足现场设备的不
2、同实时通信要求。2 多元化的网络拓扑架构。利用工业网络交换机很容易组成星型、 树型、环形等适合现场设备布局的系统架构。同时基于在和等无线技术的给用户带来全方位的组网优势，更好地适应系统现场的要求。3 全面兼容标准的。全面兼容标准， 很容易实现各种的信息技术，并借助现有成熟的软件和方案，给自动化系统提供更好、更快的方案。为了满足自动化系统的实时性要求，协议提供了 3 种不同等级的通信方式，主要特点如下。标准通讯协议仍然保留了和协议标准， 因此同样具有， 和等标准的应用层协议，全面兼容的通讯技术。虽然该通讯方式的响应时间大概在100 的量级，但是完全能够满足工厂级信息流控制的应用要求。实时通讯在分
3、布式控制系统中， 主控制器与远程从站之间数据交换的响应时间要求十分苛刻，典型的时间为 10 量级，原有的通讯方式无法满足这么高的实时性要求。协议标准提供了一个优化的，基于二层的实时通讯通道。经过交换机的时候， 数据无需达到层就直接转出， 减少了数据在交换机中的处理时间，提高了数据传递的速度。同时中按照 8021 将这些数据包区分优先级，让交换机优先处理数据包，更好的满足设备层的实时性要求。同步实时通讯运动控制在控制系统中， 对于实时性要求最高， 一般对于数据传递的要求要小于 10。的实时同步技术采用高速芯片处理实时数据的循环同步， 在硬件上直接开辟一条完全属于的通讯通道， 即使在同一个网络线路
4、上其他数据负载很大的时候，也可以确保数据通道畅通。在 100 个节点下，其响应时间要小于 1，抖动误差要小于 1，以此来确保控制信息及时的响应， 完全满足各种的运动控制的通讯需求。化纤包装物流线纺织化纤产品已供过于求， 行业竞争激烈， 利润急剧下降，生产企业压力较大，同时去年人口普查表明，中国的人口红利开始慢慢消失， 而近几年招工荒的出现对企业用工是一个大的挑战。企业面对用工荒的对策是让生产机械化现代化， 降低用工数单位产值这一比值。本项目就是这个背景下， 由天圣控股集团投资， 在滨海工业园区打造的化纤全自动包装物流生产线。每天完成大约几千吨的化纤钉的包装和输送工作。整个项目一共由两个独立的包
5、装车间组成， 每一个包装车间都有三条独立的包装线进行化纤钉的打包和输送。在三条包装线的末端的导轨上， 两台小车根据不同的要求接送打包好的化纤包到制定的运输出口，并由铲车装到相应的货车上。系统架构该系统采用菲尼克斯的控制系统和实时以太网架构见图 3。350 控制器作为主站，通过以太网交换机连接现场侧的远程系统，并通过环网结构连接到主控制箱中。由于整个控制系统中有 5 个在轨移动小车，因此在小车附近采用支持的无线系统， 确保控制的实时性， 弥补了有线系统对于移动设备的不足，使得系统控制更加安全和快捷。同时，由于基于的网络又能够全面的兼容标准的无线网络， 因此可以轻松的接入无线手持设备， 在整个包装
6、线上， 实时查询和校验各个工位包装的信息是否正确。编程模块化面对对象的编程方式已经在领域十分普遍， 利用逻辑思维方法把日常生活汇中的问题进行抽象、归纳，然后分类、聚合，再进行继承和封装，最后建立能够解决相同类型问题的软件模型。然而在自动化控制领域， 原有软件的架构和特点仍然是注重逻辑和顺序运算。菲尼克斯 350 可编程逻辑控制器作为控制核心， 是一款高性价比的新型，满足复杂设备制造商和中小型项目的要求， 提供各种自动化功能的最佳技术和高效、灵活、经济性的解决方案。350 是基于高性能的开发软件，因此使得对象模块化编程成为可能。中文版的编程软件 3 ，提供了标准的5 种编程语言 61131-3。
7、包括功能块图、梯形图语言、指令列表、结构化文本和序列控制。这些所有的语言可以在同一个应用程序中混合使用。其中、和的混合编程，能够使程序更加灵活，大大缩短开发时间。在该打包物流系统中，最主要的就是物流输送过程。每一个工位的基本功能之一就是对于化纤包进行输送， 现在对最基本的三工位物流输送实现模块化处理。任取系统中的三个环节工位。在这三个工位上都有马达控制， 对马达进行对象化处理， 提取马达控制的共同属性，建立马达块。而物流传递过程中， 三工位的传递方式都一样， 可以分解为接货过程和送货过程。对于没有实体对象， 但是具有相同功能的自动传递控制逻辑， 也利用对象进行实例化，完成自动控制的块。针对这三
8、个工位建立三个不同的程序实例来对应不同的工位， 每一个程序实例可视为具体一一对应的现场工位。在该程序实例中，利用马达对象生成现场具体的马达实例对象，利用自动控制块事先前后两个工位的控制信息传递， 这就完成了整个工位的程序化操作。然后使用全局变量进行各个工位之间接口信号的传递， 达到可见即可得的控制方式。现场调试基于实时以太网技术的控制架构， 不仅能够满足现场实时性的要求，同时菲尼克斯的控制系统提供全面的网络诊断信息功能，使得现场几十个网络节点和远程系统的通讯状态一目了然。由于采用分布式控制和环网结构， 最大程度的提高的网络的可靠性和硬件的稳定性。对于软件方面，利用对象模块编程，不仅整个系统描述
9、十分清晰，程序工作人员能以最快的方式找到系统中任何一个环节， 同时也给程序调试带来极大方便。一旦某一工位出错， 在程序中打开相应的对象工位，寻找功能模块。在监控画面中能读出整个工位对象状态， 找到出错的地方或不满足的条件，大大缩短了程序员调试查错的时间。由于整个控制系统中外加了基于无线的功能，实现了对移动小车的无线化控制， 不仅减少了硬接线的工作量， 同时也为编程调试和现场维护提供了无线接入功能， 调试人员可以拿着具有无限网卡功能的在现场随意走动调试，为调试带来了极大的方便。同时工业以太网全面兼容标准的无线网络设备，因此可以快速、方便的接入手持信息采集设备， 随时读取物流线上的产品， 跟控制系统信息流数据进行对比和校验，确保产品信息的准确性。结束语系统的开发和发展为自动化系统提供了完善的技术平台，利用特有的通讯方式， 不仅具有现场总线的实时性控制要求， 同时多元化的网络架构和传输介质，使得系统的扩展和维护更易实现。基于网络架构的物流自动化系统， 不仅确保控制系统的稳定、 可靠，而且通过无线和有线传输方式地转换， 能够完美得满足物流系统中各种工况的柔性控制需求。同时兼容标准的，利用技术弥补企业管理系统无法直接采集和跟踪现场制造数据的瓶颈， 能够为上层管理系统提供全透明的数据信息，提高企业生产效率。作者施华乔丛杨斌程雪晖单位菲尼克斯中国投资有限公司