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新钢烧结厂MB+网改造成工业以太网的实践
摘要：本文对新钢烧结厂MB+网改造成以太网的实践过程进行了详细介绍，对其改造思路进行了深入分析，并对其具体实施过程的细节进行了逐条说明，本文对MB＋网改造成以太网具有参考和作用。关键词：MB+网 工业以太网
1.现状分析
新钢公司为适应全局的发展，在烧结厂现有115m2烧结机的生产场地上合理布局，再造了一台180m2的烧结机，两台烧结机由于工艺布局上的原因共用了一条上料系统，即115m2烧结机的配料系统。新建的180m2烧结机通讯网络上采用的是基于TCP/IP的工业以太网，其传输介质是光纤，数据传输速率高，而于始建于2000年的115m2烧结机及其配料系统在通讯网络上采用的是MODIBUS PLUS（简称MB＋）网，其传输介质为两芯屏蔽双绞线，数据传输速率相对较低，而现在工艺布局上要求两台烧结机必须共用一个上料系统，它们之间必然在存在通讯上的连接。115m2烧结机的通讯网络采用的是单网架构，其通讯的稳定性和安全性紧密依赖于单条通讯电缆，在通讯安全上存在不足。当然两台烧结机在以下方面存在共性，115m2烧结机采用的PLC控制模块是MODICON公司的，180m2烧结机也是；两台烧结机的上位编程软件和监控软件均为CONCEPT和IFIX，只是版本不同。基于上述情况，我们考虑将115m2烧结机的单网架构的MB＋网改造成双网架构的以太网，从180m2烧结机主控室到配料系统主控室，配料系统主控室到115m2烧结机主控室均运用双光缆进行通讯。
2.改造思路
通过上述分析，我们对整个改造工程有了一个比较清晰的思路。实现通讯的关键在于通讯模块的选用,我们通过对施耐德电气提供的TCP/IP网络设备进行了分析比较，最终决定选用其型号为140 NOE 711 X0(100 Base Tx/Fx)的以太网通讯模块用来作通讯连接。NOE 771 X0模块具有以下优点，它提供RJ-45双绞线接口及MT-RJ光纤接口各一个，使用以太网的通讯方式，支持Peer Cop 定义 I/O 数据表，支持JAVA及嵌入式WEB服务用来PLC硬件。它的连接方式也非常简单，只需在现有PLC机柜底板空闲槽位上插入NOE模块即可，且支持热拔插。在确定了通讯模块的选型后，我们的思路有以下几条。
1、首先铺设光缆，从115m2烧结机主控室到配料主控室，再从配料主控室到180m2烧结机主控室铺设双光缆。
2、请专业人员对光缆头与光收发器进行融接。用双绞线将光收发器与交换机相连，再用双绞线从交换机转接到NOE模块。
3、安装NOE模块和工控机上以太网卡，对各NOE模块和各相应工控机以太网卡的IP进行配置，接通其间的通讯。
4、对各工控机中上位机编程软件和监控软件配置进行更改，使其由MB＋连接方式转变为TCP/IP的连接方式。
5、对整个通讯网络进行测试验证，更改其中的错误，完善其中的功能。
完成改造后其网络结构示意图如下：
3.具体实施
首先我们对以下设备的选型作了明确，通讯模块我们选用了施耐德的NOE 77100，交换机我们选用了MOXA工业交换机。光缆我们选用了多模铠装光缆，光收发器为，网卡为D_LINK的，双绞线为AMP的超五类屏蔽线。
硬件的安装方面我们要注意光缆铺设时其变转角不得超过90。；融接光纤时要细心谨慎，光纤盒最好用卡带进行固定；在压制双绞线的水晶头时，要注意八根线的线序，压制完后，要测试其连通性；安装网卡时，注意网卡与计算机插槽的接触完好，由于我们要在每台上安装双网卡，所以还要注意网卡中断资源的分配。
软件的配置方面重点在于IP地址的分配以及上位机编程和监控软件的配置。
我们先说一下IP地址的分配：比如我厂115m2烧结机主控室IP分配可以如下设置：
NOE1地址: 84.19.4.1，NOE2地址: 84.19.4.2
ZCFOS1操作站IP1地址：84.19.4.101，IP2地址：84.19.4.102
ZCFOS2操作站IP1地址：84.19.4.103，IP2地址：84.19.4.104
ZCFOS3操作站IP1地址：84.19.4.105，IP2地址：84.19.4.106
配料系统的IP设置可依此类推，要注意的地方是，IP地址的分配必须在同一网段内且唯一，其子网掩码为：255.0.0.0。
其次我们对上位机的编程软件及监控软件进行配置，为了能让我们的监控软件IFIX识别到NOE通讯模块，我们要用程序附件中的“记事本”程序打开“C:\WINNT\system32\drivers\etc\hosts.ini”文件（注意这里的 “C:\WINNT”其实应该是操作系统的安装目录），hosts文件存放的是IP地址与设备名的对应关系，我们根据实际情况对hosts文件进行修改。如下图所示，假设84.19.4.1与84.19.4.2是我厂115m2烧结机主控室的NOE模块的IP地址，它对应的D11就是上位机监控软件IFIX配置中的设备名，如果对应错误，将导致信号通道的查询错误，上位机监控软件将无法取得正确的监控数据。
修改完毕后，存盘退出，此文件只有当系统重新启动后才能生效。
在完成hosts文件的修改后，我们需要对IFIX的通讯配置进行更改，将MB+通讯方式更改为以太网的通讯方式。仍以115m2烧结机主控室的上位机配置为例，我们先将MB+通讯方式下的监控系统进行备份，然后安装IFIX的以太网通讯MBE驱动，完成MBE驱动安装后，我们运行IFIX，打开相应工程，点击其中的“I/O Drivers”,显示“MBE”，双击进入“MBE Driver Configuration”,选择“Channel1”，参照hosts文件的设置，我们将“Device Name”设为D11,“Addressing Type”设为6位，在“Primary Device”中的“IP Address”录入主NOE通讯模块的IP地址:84.19.4.1,在“Backup Device” 中的“IP Address”录入从NOE通讯模块的IP地址:84.19.4.2,其它参数为系统缺省。IP地址定义完后，还有项重点工作就是定义扫描数据块，需参照MB+模式下的定义一模一样地的进行定义，各数据块的参数也必须和以前MB+方式下的一致，以免造成错乱。完成扫描数据块的定义后，我们还要在IFIX中配置上位机网卡的IP地址，点击“Channel1”配置窗口最右端的“Setup”，弹出“Channel1 Communication Setting”窗口，可设置主网卡IP地址和从网卡IP地址，以115m2烧结机主控室的上位机配置为例，我们将某上位机的主、从网卡分别设为84.19.4.101和84.19.4.102，而从网卡的设置要点击其中的“Advanced”选项来完成，当然每块网卡的配置均可设置相应的“Error handing”参数。以上配置如下图所示:
完成以上配置后，我们需要将IFIX数据库中的点号类型由“MBP”更改成“MBE”，由于上述工程的点号有上千之多，如果手工一个个修改，不仅繁琐，而且容易出错，为此我们可以通过IFIX数据库的“Import”和“Export”功能，将数据库中的数据导出为CSV格式文件，在Excel中完成修改，再导入到IFIX数据库。
完成了监控软件的配置更改后，我们也要对编程软件的配置作相应更改，打开Concept中相应的工程，在“Project”菜单下点选“Configurator”，弹出“PLC Configuration”，展开其子项“Config Extensions”，点击“Select Extensions”，将“TCP/IP Ethernet”的数量设为2,即意为NOE模块的数量为2块。
随后，我们要在“PLC Configuration”的子项“I/O Map”中将NOE模块配置在与机柜对应的槽位上，比如我们在“I/O Map”中的第一个机柜上安装了NOE模块，其槽位是4号槽和5号槽，我们点击“I/O Map”中的第一个机柜相对应的“Edit”列中的按钮，在“Local Qauntum Drop”的4号槽和5号槽上添加NOE模块。如下图示：
在完成以上配置后，接下就是点击“Config Extensions”中的“Ethernet/ I/O Scanner”，将对应槽位的NOE模块IP地址填入，并将帧格式选为IEEE 802.3。
至此，上位监控软件及编程软件配置全部完成，在经过调试与一段时间的实际运行后，我们可以宣布，MB+网络改造成工业以太网的工程胜利实现。这种基于TCP/IP的网络有效地解决了工控网与办公管理网的数据传输问题。
4.结束语
通过近一年的实际生产运行，改造后的工业以太网一直运行良好，由于其传输速率高达100M，使得监控画面的运行更加快捷。同时双网的运行模式也有效地提高了整个生产系统的稳定性。依托该网络，我们以WEB形式将现场信息全部接入我厂的办公管理网，使我厂信息化管理水平上了一个新的台阶。
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