MVME147-010A

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實施改造第一步：現(xiàn)有設備試驗
　　為了節(jié)省時間和費用，公司先試著在已有的PLC系統(tǒng)中進行高級模擬測量和處理。但是，PLC的模擬I/O和信號處理無法達到所需的精確度。I2S公司要確保運行于PLC中的控制系統(tǒng)不會因為額外I/O和處理的增加而減少。
　　因此，他們需要這么一個系統(tǒng)，這個系統(tǒng)能夠從伽馬傳感器中獲取模擬信號并進行處理以計算精確的厚度測量值，并能將這個厚度測量插入到PLC控制系統(tǒng)中。但是，所用的PLC不適合高性能處理和高速模擬I/O。
　　第二步：如果現(xiàn)有設備無法奏效，就試試其它方法
　　在認識到PLC無法提供連接伽馬測量傳感器所需的I/O和處理后，轉向了PAC技術。它選擇了國家儀器的CompactRIOPAC，以提供改進軋制機器質量所必須的附加功能。CompactRI/O是一個可重置嵌入式系統(tǒng)，既結合了傳統(tǒng)PLC的優(yōu)點和可靠性，又能提供更多高級I/O和處理。國家儀器的所有PAC都可以通過其LabVIEW圖形編程工具來編程，因此可以很容易進行編程和配置。
　　第三步：添加高級I/O
　　CompactRIO有一個嵌入式現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）芯片和實時處理器，可通過內置的LabVIEW功能塊來編程。另外，它還擁有超過30個模擬和數(shù)字I/O模塊，具有內置信號調節(jié)（反鋸齒、隔離、ADC、DAC等）、高速計時（模擬I/O速度達到800kHz，數(shù)字I/O速度達到30MHz）和高分辨率（24bADC），可與任何工業(yè)傳感器或者觸發(fā)器連接。
　　使用CompactRIO模擬輸入模塊來連接伽馬級厚度傳感器，以提供精確測量所需的高速計時和分辨率。由于每個I/O模塊都是直接和FPGA相連的，工程師們于是能使用LabVIEWFPGA來輕松自定義CompactRIO的模擬I/O速率。
第四步：添加高級處理
　　從伽馬傳感器獲得模擬數(shù)據(jù)之后，CompactRIO使用內置的NILabVIEW實時浮點功能塊來在實時處理器中對數(shù)據(jù)進行處理，并將之轉化成精確的厚度測量。
　　LabVIEW的實時功能塊對數(shù)據(jù)進行確定的高級對數(shù)處理（如下面的等式1和等式2所示），以進行計算厚度測量值。由于LabVIEWReal-Time具有內置計算和分析功能，PAC能夠很容易進行這一操作。
　　等式1：logI=（logI0）y/μ=（y/μ）logI0
　　等式2：y/μ=logI0/logI=log（I0-I）
　　CompactRIO系統(tǒng)在FPGA和實時處理器中進行所有的I/O和信號處理，并將高精確度厚度測量傳輸?shù)较噙B的PLC上，又不會降低現(xiàn)有PLC控制系統(tǒng)的速率。借助于CompactRIO的性能，I2S的工程師可以為伽馬級傳感器添加這一自定義測量和分析功能，而不需要犧牲軋制機器的控制速度。
　　第五步：整合PAC
　　每個軋制機器都帶有三個形成網(wǎng)絡的CompactRIO系統(tǒng)。這三個系統(tǒng)都是智能節(jié)點，能利用一個工業(yè)標準Modbus/TCP、TCP/IP或UDP協(xié)議進行通信。其中有兩個系統(tǒng)與伽馬級傳感器連接，并進行模擬輸入測量和高級處理，來計算精確厚度測量值。
 
　　第三個CompactRIO系統(tǒng)則從另外兩個系統(tǒng)中取得厚度值，并轉換成模擬輸出測量值，輸入到正在控制軋制機器的PLC上。所有三個系統(tǒng)都通過以太網(wǎng)連接實現(xiàn)了互連，并使用一個UDP以太網(wǎng)信息協(xié)議來傳輸厚度測量值計算。將PAC連接到現(xiàn)有PLC架構上有三個基本方法。
1.基本模擬和數(shù)字I/O.模擬/數(shù)字信號能夠從PAC輸出到PLC中。這是將PAC整合到PLC的一個最基本的方法。I2S公司就是運用這種方法來將處理過的數(shù)據(jù)從CompactRIOPAC傳輸?shù)竭\行軋制機器控制系統(tǒng)的PLC上的。
　　2.工業(yè)網(wǎng)絡。大多數(shù)PAC產(chǎn)品都支持工業(yè)協(xié)議，如DeviceNet、Profibus、CANopen以及基于以太網(wǎng)的協(xié)議如TCP/IP、UDP和ModbusTCP/IP.這使得工程師在連接PAC到PLC上時有很多網(wǎng)絡選擇。I2S公司運用的是以太網(wǎng)協(xié)議來在CompactRIOPAC之間傳輸數(shù)據(jù)，并將PAC和PLC連接到形成網(wǎng)絡的HMI.
　　3.OPCConnectivityPAC還可以作為OPC客戶端或者服務器，并通過OPC標簽來收發(fā)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)到PLC或其它PAC上。OPC標準提供了一套標準的流程，讓不同廠商的自動化系統(tǒng)之間可以很容易實現(xiàn)連接。
　　處理過的數(shù)據(jù)會以不到20毫秒的間隔在通過以太網(wǎng)互連的CompactRIO系統(tǒng)之間傳輸。CompactRIO測量值的獲得、處理和傳輸速度都很快，因此，將精確厚度測量值鍵入到PLC控制系統(tǒng)的過程絲毫不會降低整個系統(tǒng)的速度。
　　通過基于LAN的CompactRIO系統(tǒng)和10/100Mbps以太網(wǎng)接口將系統(tǒng)連接到形成網(wǎng)絡的AllenBradleyPLC，并利用一個標準的TCP/IP協(xié)議將之連接到人機接口（HMI）系統(tǒng)。軋制機器中的所有儀器都通過以太網(wǎng)實現(xiàn)了連接，因此不需要在一個電器噪音嘈雜的環(huán)境下長距離地傳輸模擬信號了。





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