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赵 欣
（交通部水运科学研究所北京运达伟业科贸有限责任公司,北京 100088）
摘 要：文章介绍了秦皇岛港务局煤炭综合楼生产调度指挥控制中心指挥调度系统的结构设计和技术实践,叙述了该系统的主要功能及特点,并描述了三层交换技术、VLAN 技术的应用以及多协议转换网关的应用.
关键词：三层交换机；VLAN；访问控制列表；协议转换网关；TCP/IP；指挥调度系统
中图分类号：TP391 文献标识码：A
文章编号：1009-2374（ 2010）19-0063-05
1. 系统概述
1.1 工程概况
秦皇岛港务局煤炭综合楼生产调度指挥控制中心指挥调度系统（以下简称系统）由数据采集子系统和HMI 监控子系统组成,实现对下属各个分公司的生产设备、工艺流程、生产运行数据等信息的监视.系统主要由设于调度指挥中心区的监控工作站、中心PLC、中心交换机以及第二分公司（煤一期）、第六分公司（煤三期）、第七分公司（煤四期）、第九分公司（煤五期）、矿石分公司控制系统等组成.主要完成秦皇岛东港区各公司数据采集、流程画面及图形显示和图形拷贝等功能.
1.2 各个分公司系统现有控制系统构成及问题分析各个分公司均由HMI 监控软件、PLC、交换机三大部分组成控制系统.
第二分公司采用Schneider Quantum 系列PLC 作为皮带机控制系统PLC,HMI 画面采用iFix 开发,PLC 与HMI 监控机之间采用Modbus TCP 协议通讯；局域网网段：10.10.10.xxx.
第六分公司采用Siemens S7/400 系列PLC 作为皮带机控制系统,HMI 画面采用WINCC 开发,PLC 与HMI 监控机之间采用Siemens S7 TCP 协议通讯；局域网网段：无.第七分公司采用Rockwell ControlLogix 系列PLC 作为皮带机控制系统,HMI 画面采用Intouch 开发,PLC 与HMI 监控机之间采用Ethernet/IP 协议通讯；局域网网段：192.168.7.xxx.
第九分公司采用Rockwell ControlLogix 系列PLC 作为皮带机控制系统,HMI 画面采用RSview SE 开发,PLC 与HMI 监控机之间采用Ethernet/IP 协议通讯；局域网网段：172.16.9.xxx.
矿石分公司采用Siemens S7/400 系列PLC 作为皮带机控制系统,HMI 画面采用iFix 开发,PLC 与HMI 监控机之间采用Profibus 协议通讯.局域网网段：无.
本系统面临两大问题：各个分公司局域网不属于同一网段,或没有以太网结构；目前PLC 生产厂商、HMI 监控软件的生产厂商以及它们之间的以太网通讯协议不尽相同,因此无法直接通讯.
1.3 解决方案
针对以上两个问题,本系统首先在第六分公司和矿石分公司的生产控制系统中分别增加一个以太网模块,从而使以太网通讯成为可能.通过三层交换技术实现数据链路的联通,同时,使用通讯协议网关实现不同以太网通讯协议之间的数据交换,并且通过VLAN 技术和ACL 技术进行数据管理.下面详细介绍数据采集子系统和HMI 监控子系统的实现.
2. 数据采集子系统
秦皇岛港务局煤炭综合楼生产调度指挥控制中心指挥调度系统的基础数据采集、整理和发布是由数据采集子系统完成的.这部分包含了核心交换机、协议转换网关、中心PLC等三个部分.三部分共同实现了对各个分公司生产设备的运行、停止、故障状态、大机的位置、单条工艺流程的状态以及皮带秤的实时流量、累计量等生产信息的数据采集和集中.系统的中心PLC 通过协议转换网关与各个分公司的集中控制系统分别通讯,再向HMI 监控子系统中的HMI 服务器发布实时生成数据,HMI 服务器再向各台HMI 监控站发布数据,从而实现对每个分公司生产数据的实时监控.
2.1 核心交换机
秦皇岛港务局生产调度指挥控制中心控制系统是通过Cisco3560 三层交换机来实现数据交换和管理的.通过三层交换技术,实现了在不同网段下的数据交换,这样,就完成了数据链路的联通,实现了各个分公司生产和设备数据整合至统一的平台的目的.同时,通过访问控制列表（ACL）的有效控制,实现了在保证通讯的前提下,兼顾到各公司数据独立性和安全性. 2.1.1 物理链路 由于各个分公司地理位置距离较远,所以本系统使用单模光缆传输,实现远距离数据传输.系统结构拓扑图如图1 所示：
2.1.2 三层数据交换及数据安全 各个分公司的数据全部采用以太网方式接入煤炭综合楼生产调度指挥控制中心指挥调度系统,网络连接便利的同时也带来了安全的隐患.网络中最大的隐患是各个分公司的控制系统处于物理路径互相连通的网络内.这种网络属于共享交换式局域网,很难保证网络的安全性,难以做到数据上的独立.同时当网内任何网络设备损坏后,有可能不停地向网内发送广播包,从而导致广播风暴影响到其他分公司网络正常运转.为了实现数据链路的联通,同时消除以上安全隐患,核心交换机上使用了VLAN 技术和ACL 技术.
(1)VLAN 的应用.本项目将各个分公司生产控制系统和煤炭综合楼生产调度指挥控制中心指挥调度系统都单独划分VLAN,从而保证了各个分公司的网络节点之间以及各个分公司与指挥调度系统之间的访问受控；同时,确保各个分公司的网络节点仅仅可以与指挥调度系统的中心PLC 进行通讯.
VLAN 端口网关ip
VLAN11：10.10.100.3 255.255.0.0
VLAN27：192.168.7.3 255.255.255.0
VLAN29：172.16.9.3 255.255.255.0
VLAN26：10.10.6.3 255.255.255.0
VLAN28：10.10.16.3 255.255.255.0
VLAN22：10.10.10.3 255.255.255.0
(2) 访问控制列表(ACL) 的应用.采用ACL 方式对本项目将各个分公司生产控制系统和指挥调度系统的全部接入节点进行网络控制,确保只有授权的设备才能够在以太网论文范文问受控的网络资源.建立访问控制列表后,可以限制指挥调度系统网络流量,提高网络性能,也保证了网络访问的安全.在核心交换机的接口上配置访问控制列表后,可以对入站接口、出站接口及通过核心交换机中继的数据包进行安全检测.
访问控制列表(ACL) 配置( 部分)
// 拒绝2 公司数据列表
Switch（config）#access-list 120 deny ip 10.10.10.0
0.0.0.255 any
Switch（config）#access-list 120 permit ip any any
// 拒绝7 公司数据列表
Switch（config）#access-list 170 deny ip 192.168.7.0
0.0.0.255 any
Switch（config）#access-list 170 permit ip any any
// 拒绝9 公司数据列表
- 6 5 -
Switch（config）#access-list 190 deny ip 172.16.9.0
0.0.0.255 any
Switch（config）#access-list 190 permit ip any any
华道数据徐州分公司:内江移动分公司网络部数据组独舞
// 拒绝6 公司数据列表
Switch（config）#access-list 160 deny ip 10.10.6.0
0.0.0.255 any
Switch（config）#access-list 160 permit ip any any
// 拒绝矿石公司数据列表
Switch（config）#access-list 180 deny ip 10.10.16.0
0.0.0.255 any
Switch（config）#access-list 180 permit ip any any
// 将列表应用在vlan26 下的in 方向上
Switch（config）#interface vlan 26
Switch（config-if）#ip access-group 120 in
Switch（config-if）#ip access-group 170 in
Switch（config-if）#ip access-group 190 in
Switch（config-if）#ip access-group 180 in
使用以上ACL,从而实现在VLAN26 中拒绝相应VLAN的信息的功能.（其他分公司设置均以此为例,本文不再作详细说明） 2.1.3 通讯数据流向 每个分公司集中控制系统各自独立互不通讯,第二分公司（煤一期）、第六分公司（煤三期）、矿石分公司集中控制系统仅与协议转换网关通讯；第七、第九分公司集中控制系统和协议转换网关仅与中心PLC 通讯；中心PLC 仅与HMI 监控子系统服务器通讯；HMI 监控子系统服务器同时与中心PLC、HMI 客户端、集团数据库服务器通讯（HMI 监控子系统服务器与集团数据库服务器的通讯本文不作讨论）.通讯数据流向示意图如图2 所示：
2.2 协议转换网关 2.2.1 协议转换网关简介 协议转换网关完成各分公司集中控制系统不同的通讯协议之间数据转换的功能.本项目协议转换网关选用Woodhead 公司“Applicom”以太网通讯网关.Woodhead 公司“Applicom”以太网通讯网关可以实现不同以太网通讯协议的互相转换.它可以支持高达20 种不同的以太网、Profibus、串口协议.可以同时支持10 个工业以太网TCP/IP 协议,实时数据交换总量合计（32Kbit+32Kwords）,足可以满足煤炭综合楼系统数据传输的需要. 2.2.2 数据转换的实现 第二分公司（煤一期）、第六分公司（煤三期）、矿石分公司集中控制系统中的数据首先传输至网关的数据缓冲区内,再由网关自动转换后传输至中心PLC的对应数据区中,从而完成了不同厂家、不同协议之间的数据通讯功能.中心PLC 通讯示意图如图3 所示.
2.3 中心PLC
中心PLC 选用Rockwell ControlLogix PLC 系统（包含电源模块一个,CPU 一个,以太网通讯模块一个）,主要完成各分公司数据采集和整理发布的功能.CPU 处理器模块选型为1756-L63,采用的是Ethernet/IP 以太网通讯协议.第七、第九分公司的生产控制系统采用的也是RockwellControlLogix PLC 系统,属于同一系列PLC 产品,因此可以直接采集数据.第二分公司（煤一期）、第六分公司（煤三期）、矿石分公司的数据将从协议转换网关采集,因此中心PLC 只需要与协议转换网关通讯便可采集到其他三个分公司的生产数据.中心PLC 采集整理所有分公司生产数据之后,同样通过Ethernet/IP 以太网通讯协议向HMI 监控子系统服务器发布数据.通讯数据流如图2 所示.
3. HMI 监控子系统
3.1 iFIX 监控系统简介
iFIX 监控系统是分布式的SCADA 软件.iFIX Server 端集成了PLC 数据、数据库数据（数据库部分本文不予讨论）、画面三大部分的信息,采用统一平台向客户端发布.它将设备层和监管层人机界面系统融合在了一起,它为用户提供了效率更高、功能更强、成本更低的解决方案.应用程序开发和培训时间大大缩短,从而降低了整体论文范文.
3.2 HMI 监控子系统结构
本系统采用iFIX 作为HMI 监控软件,系统模式为Client/Server 结构.所有的数据首先从中心PLC 集中到HMI 监控主服务器上,画面和生产作业数据统一从该服务器向各个HMI 客户端发布.本系统采用分布式可扩展多服务器、多客户端结构,系统扩展时可直接增加客户端.
3.3 HMI 监控计算机的组成
HMI 监控计算机包括三部分组件：iFIX Server（服务器）,iFIX developer（开发环境）和 iFIX Client（客户端）. 3.3.1 HMI 服务器 安装Windows Server 2003、iFIXServer.服务器使用双网卡,一块网卡用来与中心PLC 通讯,采集现场设备运行状态；另一块网卡用来向HMI 客户端发布数据. 3.3.2 HMI 客户端 安装Windows XP Professional、iFIX Client.iFIX Client 是HMI 客户端软件,用于显示运行状况和历史数据,并为操作员提供操作界面.HMI 客户端运行时与HMI 服务器进行数据通信,实现对现场设备的实时监控.HMI 客户端的计算机具有可互为替代的属性.任何一台HMI 客户端计算机都可以任意显示监控系统内的所有内容. 3.3.3 工程师站 安装Windows XP Professional、iFIXdevloper 以及AB PLC 的编程软件.主要完成系统维护工作.3.4 HMI 监控画面基本功能HMI 监控系统以中心PLC 采集的基础数据为依据,显示各个分公司生产设备的实时状态和堆场使用情况等生产管理信息. 3.4.1 实时动态显示内容（各公司工艺流程的作业情况） 工艺系统全貌及流程显示；皮带机系统的运行状态和故障显示；各行走机械的行走位置；各单机的运行状态和故障显示；堆场的堆存状况显示；采制样系统运行和故障显示；装卸作业量显示；火灾自动检测装置报警及电源显示 3.4.2 以动画方式动态显示内容 工艺系统模拟画面；区域模拟画面（分为翻堆线、装车线、堆场和码头区域）；流程模拟画面( 每个流程1 个画面) 3.4.3 其他功能 打印装船和卸车作业报告；打印堆场中文记录.3.5 监控画面设计思路HMI 系统的实时监控画面为二级可放大的显示画面. 3.5.1 第一级画面 主要显示工艺系统全貌以及各个设备的基本状态信息.共分为第二分公司、第六分公司、第七分公司、第九分公司、矿石分公司等五个工艺流程画面.显示各个分公司总的系统画面和总的工艺流程,同时实时显示各分公司设备运行的总体状况. 3.5.2 第二级画面 分别显示所选流程、堆场区域和各子系统及相关操作区域的实时运行状况.
流程画面：可以分别显示单个流程的运行状态,并用红色、绿色及闪烁分别标注设备的故障、运行和使用状态.同时按照实际需要,文本和数字数据在流程画面上显示（包括皮带名称、皮带秤显示值等）.
堆场区域画面：可以显示场垛的品种、产地（含在品种中）、堆存量、货主、等级、进场时间等物流信息.用户可以直观的了解当前各个分公司的当前库存状况,以便做出合理快捷的生产调度和调配.
单机设备画面：可以显示除皮带机以外的各种大型机械设备的运行状态.包括堆料机、取料机、翻车机、装船机、卸船机等等.本画面包含了每台机械设备的所有重要生产、安全信息：手、自动开关状态显示；送料皮带运行状态和故障显示；机械结构及液压装置的运行和故障显示；大型机械行走位置、旋转位置和俯仰位置显示；洒水除尘及其他辅助设备的运行和故障显示
4. 结语
本控制系统是集计算机技术、控制技术、网络通信技术和图形显示技术于一体的系统.从系统结构、软件及主要技术环节的设计上,都是合理先进的.实现了生产数据的实时采集与管理,既实现了生产数据的集中管理又确保了各个分公司之间的数据安全,提高了管理效率；HMI 监控系统基于Windows 系统开发,人机界面友好,操作简单.完全实现了不同通讯协议下的实时通讯,并且保证了数据的安全.整个
系统总结特点如下：
(1) 采用网络通信技术,它使得数据采集和管理具实时性.
(2) 采用三层交换技术,实现了不同局域网的通讯；采用VLAN 技术,配合ACL 的管理,又将其有效地分割管理.它既实现了多网段通讯又保证了数据安全.这是系统的关键技术.
(3) 采用woodhead 通讯网关,实现了不同通讯协议下的实时通讯.它使得集团对下属生产企业实时生产状态的统一管理.
(4) 先进、可靠的客户/ 服务器（CLIENT/SERVER）模式的应用使系统运转可靠、数据分布合理、操作速度快、人机界面友好、使用方便.本文介绍的网络实现方法不仅适合本系统,也适于其它多网段、多协议的系统.既可以实现多种通讯协议下的数据采集与管理,又可以控制数据流向及保护数据安全,这样将使多个生产控制系统的统一管理更加方便有效.
参考文献
[1] Cissco 公司．Cissco 3560 Configuration Guide．
[2] 邓李．Controllogix 系统实用手册[M]．机械工业出版社,2008．
[3] woodhead 公司．Applicom-gateway User Guide．
总结：本论文是一篇免费优秀的关于分公司数据论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
华道数据徐州分公司引用文献:
[1] 数据管理和华为论文例文 关于数据管理和华为毕业论文模板范文10000字
[2] 大数据营销学论文选题 大数据营销专业论文题目怎么拟
[3] 数据挖掘博士论文题目范文 数据挖掘博士论文题目如何定
