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Wind River 在工业控制中的解决方案

作者:曲非非,綦希林2006.02.06阅读 3378

1 前言
当今,工业自动化已经扩展到工厂企业的产品设计过程控制工程网版权所有,管理过程,以及企业间的资源分配与优化,生产过程中的制造执行系统(MES)和设备管理系统(AMS)。制造业在经济中处于支柱地位。2000年的权威统计,以制造业为主的第二产业,在我国经济中约占50%。在上个世纪90年代后期,西方发达国家企业开始实现信息化。国内企业现状是基础信息化远未完成,少数企业实现了信息集成CIMS,极少数企业开始进入全球信息化。现代企业信息化的主要技术特征是:数字化、网络化、虚拟化、智能化、集成化、绿色化。运用工业自动化技术和计算机应用技术,实现以提高经济效益为总目标的传统产业技术的改造,成为提高国力的主要手段之一。提升改造传统产业的技术;一是软件技术,二是硬件技术,三是集成技术。目前我国在电力、钢铁、炼油、石化、化工、造纸等工业,拥有上百套的集散控 制系统(DCS)在运行。在36条生产线上的试点控制工程网版权所有,证明效益都非常好。如宝钢冷轧厂用计算机控制系统改造,投资了1300万元www.cechina.cn,项目完成投产后,整个冷轧厂的效益,使产值增加6个亿,纯经济效益达2380万元。

Wind River 在工业控制中的解决方案如图

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2 工厂企业管控一体的解决方案
工厂企业管控一体化,从网络角度看,通常分为三层。最上层为internet互联网,中层与底层均为工厂企业内部的以太网(或intranet)和现场总线网络。(如图所示)随着时间的推移、技术的进步、计算机集成制造系统CIMS从原来主要内容:CAD、CAM、FMS、MIS、OA、已经扩展到精良生产LP、敏捷制造AM、虚拟制造VM、企业资源规划ERP、企业流程改造BPR、客户关系管理CRM…极大的丰富了CIMS的内涵。这一切都依赖网络技术。同时,实时多任务操作系统、实时数据库、历史数据库、也是重要的组成部分。世界上许多大的跨国公司以极大的商业热情,推出了针对企业(工厂)的管理与控制一体化解决方案。

Intellntion公司推出基于iHistorian历史与实时数据库为核心的解决方案。艾默生过程管理(原费希尔·罗斯蒙特公司)推出了工厂管控网PlantWeb。它不仅提供过程控制,同时提供设备管理和与其他系统的集成。Wonderwaer公司推出了Archestr A。它将Factory Syite的管理控制、制造执行、批量管理等集成度带到一个新水平。为企业的信息管理网络提供生产过程实时数据。

西门子公司凭供着强大的软件(wincc)、硬件PLC、IPC、SCADA与现场总线Profibus的支持推出了SIMATIC全集成自动化方案。罗克韦尔自动化推出的NetLinx是一个可调节的全方位网络解决方案。EtherNet/IP、控制网(controlNet)设备网(DeviceNet)和基金会现场总线(FF)都是NetLinx结构体系的一部分。当然,国内和利时公司也提出了企业管控一体全方位解决方案。最有特色的是美国风河公司(Wind River)推出的,对工厂企业管控一体化开发者提供的解决方案。

3 工厂企业管控一体开发者的解决方案
工厂企业内部的局域网以太网不但要有办公自动化的功能,还要有工业自动化中的指令控制功能。

1、工业以太网EtherNet/IP
①Ethernet(IEEE802.3协议)进入市场已有20年了,在办公自动化和工业界获得了广泛的应用。Ethernet用于自动控制中,由于它的MAC层协议CSMA/CD,各个节点来用BEB(Binary Exponential Back-off)算法处理,具有排队延迟不确定性的缺陷,无法保证确定的排队延迟,使之无法在工业控制中得到有效地使用。(在通讯过程中产生数据丢包)。针对丢包的缺陷,随着技术的进步,Etnernet发展到百兆阶段,Ethernet增加了双工通信技术,交换技术,信息优先级等提高实时性。同时Ethernet改进了容集成。Tornado的设计使得嵌入式工业设备开发者的重点,由开放技术的集成转为应用程序本身的开发,从而更加适应市场的需求。在Ether Net/Ip层的管控设备中嵌入风河公司VxWorks5.4实时多任务操作系统(RTOS),它可以对事件进行实时处理。既使了解可能在无法预知的时刻到来,它也能够在严格的时间限制内作出响应。同时VxWorks5.4支持很多的网络通信协议(ATM、OSPF、MPLS、NAT、PPPOE、PPP……),能够根据用户的需求,进行组合。其开放式的结构和对工业标准的支持CONTROL ENGINEERING China版权所有,使开发者只需要做最少的工作,就可以设计出有效的,适合工程要求的系统。它有极强的制定性。

(2)、以下简要介绍VxWorks系列相关的几个功能产品软件。
①VxWorks 5.4VxWorks是嵌入式开发平台TornadoⅡ的运行期组件控制工程网版权所有,也是嵌入行业应用最为广泛的实时操作系统(RTOS)。TornadoⅡ是向用户提

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