Vijeo_Citect与Quantum_PLC的以太网连接和通信.docx

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除Vijeo Citect与Quantum PLC的以太网连接和通信Vijeo Citect Ethernet Communication with Quantum PLC Edition:2009-4 安全信息重要信息注意： 在尝试安装、操作或调试设备之前，请仔细阅读下述说明并通过查看来熟悉设备。下述特别信息可能会在文本其他地方或设备上出现，提示用户潜在的危险和注意事项，或提供阐明或简化某一过程的信息。 这是“警告”的符号。警示用户潜在的危险和必须要遵守的规则，如果不遵守使用说明，可能导致调试失败、人身伤害甚至设备损坏。 这是提醒“注意”的符号。提醒用户需要注意的操作说明。请遵守所有带此符号的注意事项，以避免不必要的调试错误。 “警告”表示可能存在危险，如果不遵守，可能导致严重的人身伤害甚至死亡，或设备损坏。警告注意“注意”表示需要注意的操作，如果不遵守，可能导致调试失败。目录1. 实验简介42. 实验环境43硬件连接54Vijeo Citect介绍和配置64.1 Vijeo Citect简介64.1.1 产品简介64.1.2 行业应用74.1.3 产品特点74.1.4 Vijeo Citect典型配置案例114.2 Vijeo Citect配置144.2.1 新建工程144.2.2 配置驱动164.2.3 建立变量和画面204.2.4 计算机设置224.2.5 Untiy和Vijeo Citect计算机模拟通信245PLC编程255.1 Quantum PLC以太网简介255.2 Unity Pro软件的配置256实验调试296.1 计算机和PLC连接296.2 动态变量表317附件327.1 相关技术文档327.1.1 Unity Pro软件参考手册327.1.2 Quantum PLC硬件参考手册327.1.3 Vijeo Citect技术概要(Vijeo Citect getting start)327.2 参考程序321. 实验简介上位机监控系统SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition),一个采集与分析实时数据的计算机系统,广泛用于工业现场中的某些模块和设备的监控，如通讯、污水处理、能源、石化和交通等等。SCADA系统的基本功能是信息收集，如确定管道泄漏发生的位置，发送该信息至中控室并向现场设备发出警告等；还能主动执行必要的分析与控制，如判断报警的严重级别，并据此以不同形式与逻辑显示信息等。既可实现简单控制,如实现对一幢写字楼的环境监控;也可实现复杂控制,如对核动力现场或自来水系统的监控。PLC连接上位监控软件的应用十分普遍，本文介绍了施耐德Quantum PLC和施耐德上位监控软件Vijeo Citect进行以太网通信的相关介绍，其他文章会涉及M340、Premium、Twido PLC与Vijeo Citect进行以太网通信的情况。2. 实验环境主要硬件：类型型号数量参考图片PLCUnity Quantum 140CPU651601工控机Compact iPCMPCKT55NAX20N1USB编程电缆UNY XCA USB 0331网线1主要软件：软件 说明参考图片Unity Pro4.0施耐德电气支持的Unity Quantum,Unity Preimum,M340的编程,调试和运行的工具软件Vijeo Citect V7.0施耐德电气支持的上位组态监控软件Vijeo Citect授权如果不购买授权，可以通信15分钟此介绍是点数为500点的授权VJC101112 Vijeo Citect服务器500点VJC109912 Vijeo Citect 开发光盘包并口加密狗（或者VJC109922 Vijeo Citect 开发光盘包USB加密狗）3硬件连接211 以太网通信电缆,如果电脑的RJ45口 可以进行极性转换，那么中间就不需用hub连接或者交叉网线连接2 Unity Quantum的编程电缆: UNYXCAUSB033 4Vijeo Citect介绍和配置4.1 Vijeo Citect简介4.1.1 产品简介施耐德电气，作为全球公认的电力与工控自动化领域的领先者，多年来一直致力于为广大工业用户提供综合解决方案，继 Modicon成为高端控制器顶级品牌之后，Vijeo Citect是施耐德电气的又一呕心力作，它是一款专为Modicon控制平台量身打造的SCADA监控软件。首先，Vijeo Citect是一个完全集成的 HMI/SCADA 解决方案，通过为客户提供高度可靠，扩展性极强的监控系统，从而实现低投入高回报的应用目的。其简单易用的工具和强大功能使开发变得更简单更快速，轻松满足各种企业要求。Vijeo Citect完善的冗余、可扩展性和极度灵活性等独特的功能，使其区别于其他竞争对手。Vijeo Citect是现成的、完整的系统。所有的功能都已经内置，包括各种驱动及扩展功能。正因为它是以完整的打包方式出售的，所有功能都紧密集成在一起，从而更容易获得更完美的性能和稳定性。更加与众不同的是，Vijeo Citect 从设计初就以统一、集成的系统理念来处理大型企业的复杂需求，同时还能够保持高性能和可靠性。Vijeo Citect 广泛应用于各种工业现场。从监控澳大利亚悉尼大桥顶上的一些点，到监控世界上最大、最复杂的系统工程，Vijeo Citect对于全球的制造商和集成商来说都是绝佳的选择。请您相信：不管您的系统是大是小，VijeoCitect 都能够轻松胜任。Vijeo Citect 是一个完全集成的工业控制解决方案，通过提供可靠、灵活、高性能的监控系统，极大地提升了客户的投资回报率。简单易用的配置工具和强大的功能使您能够针对各种规模的应用进行快速开发并部署解决方案。Vijeo Citect 独一无二的特性，如全面的冗余、可扩展性、以及无与伦比的灵活性使其在竞争对手中脱颖而出。Vijeo Citect 提供一个现成的、完整的系统软件包，所有的功能都已经内置，它包含了各种驱动程序和各种扩展功能。这些功能紧密结合在一起，从而使系统具有更完美的性能和可靠性。不同于其他的基于 PC 的工业控制系统，Vijeo Citect 从设计之初就是为了满足企业利用单一而完整的系统来进行各种规模、不同复杂度控制的需求，并保持系统的高性能和高可靠性。Vijeo Citect功能包括：历史和实时趋势、高级报警以及报表制作自定义的安装支持在线的多语言切换两种脚本编程语言Cicode 和CitectVBA统计过程控制图形元素包括精灵、超级精灵和 ActiveX 控件4.1.2 行业应用 钢铁 & 冶金 电力 & 基础设施 交通 化工 水处理 水泥 & 玻璃 汽车 电子 食品 & 饮料 机械 & 制造 矿业 石油 & 燃气 制药 造纸 & 纸浆4.1.3 产品特点集成性Vijeo Citect 在应用层面与 Modicon 控制平台进行了充分的融合，例如 通过严格的通讯测试 内置 OFS V3.3 ，兼容 Modicon 可编程控制器的高级功能 (诊断缓冲器，Unity Pro 对象等) 集成了 Fastlinx to Unity Pro 凭借内置的冗余功能，Vijeo Citect成为 Modicon“双机热备”的理想搭档为了实现在企业内部不同地点都能够对控制系统进行访问，Vijeo Citect也免费集成了基于XML的Web服务功能，在 Web客户端上不需要安装SCADA软件，通过IE浏览器即可登录Vijeo Citect服务器并实现对所有标签、报警和趋势信息的访问，Web客户端采用浮动许可证，授权信息在服务器的硬件狗上统一进行配置，这非常有助于提高维护管理的灵活性。Vijeo Historian是一个强大的报表分析工具。它能够与Vijeo Citect无缝集成，提供了SCADA平台到IT应用环境的SQL接口，提高整个企业内获取工厂层数据的能力，彻底解决了信息孤岛问题。易用性Vijeo Citect具有友好、直观的用户界面，在精灵、超级精灵这些便捷的组态工具帮助下，页面设计变得轻而易举，并避免了重复性的开发。多工程查找和搜索引擎功能提供了遍及所有工程项目的标签、功能和字符串的查找。快速定位功能可以使用户直接定位到标签被使用的地方进行修改，大大减少了组态工作量。在面对规模较大的系统应用时，只要通过计算机设置向导这样的操作窗口就可以在最短的时间内搭建 C/S、冗余及分布式网络架构而不需进行任何繁琐的系统设置和编程。Vijeo Citect支持Cicode和VBA两种脚本语言，并提供了500多个现成的Cicode函数供用户直接调用，不需要您亲自编写脚本即可获得丰富多样化的功能。可扩展性Vijeo Citect 应用系统可根据企业的应用规模而方便的调整，不论是小型、中型或是大型。我们的应用覆盖了从只有几个点的小型系统，到监控和控制超过50万点的大型系统。我们为客户提供可选的处理方式，集中的或分散的处理。集中处理的好处是将所有数据和处理存放在一台电脑上，这是一个更经济的解决方案。然而对非常大的应用来说，分散处理使你能将负荷分摊到多个计算机上。澳大利亚西部 Olympic Dam 矿场世界上规模最大的 WindowsNT 架构 SCADA 系统 263 个 I/O 设备 441,257 个实时变量 63,378 个数字量报警 20,445 个历史趋势 14 台冗余的服务器 60 台网络客户端 1 秒钟的观测响应时间 8% 的网络利用率(以上为截至到 98 年的统计数据)随着时间的推移，用户对 SCADA 系统的要求也在不断改变。Vijeo Citect 给您提供了最佳的系统架构。可扩展性是改变系统规模的能力，扩大或缩小而不需要修改现有系统中的硬件和软件。Vijeo Citect 具有创造性的可扩展架构允许系统的结构根据用户的需求来扩大，而保留你最初的投资。Vijeo Citect 使大多数的任务都满足 C/S 体系结构的设计，在添加了新计算机后允许你重新分配任务。例如：你需要添加一个显示终端，只需要建立一个局域网，添加一台计算机，并将它的角色设定为显示客户端。新的计算机可以共享相同的组态并从第一台 Vijeo Citect 上位机获取 I/O 的信息。所有的网络设置都可以通过一个向导自动完成。一个新的 Vijeo Citect 上位机只要几分钟就能配置好并运行，不需要关闭任何机器。灵活性Vijeo Citect 从设计之初就是基于真正的客户端服务器架构，这是一套真正的确保高绩效响应和数据完整性的实时系统。要充分利用客户端服务器架构，就必须在任务层面运用。每一个任务都是作为一个独特的客户端和/或服务器模块来运作的，执行其自己的角色，并通过客户端服务器的关系与其它任务互动。Vijeo Citect 有五个基本的任务分别处理：与 I/O 设备的通讯、监控报警状态、报表输出、趋势、用户显示。每一个任务都是独立的进行自己的处理。基于这种独特的架构，用户可以控制系统中的某台计算机完成何种任务。这样的好处就是能够分配数据处理的负荷。例如：如果你认为你的第一台 Vijeo Citect 负担过重，你可以通过指定第二台计算机为报警服务器来分担对报警的处理。为了优化您的 Vijeo Citect 系统的性能，我们加强了对多 CPU 的支持。在一开始，Vijeo Citect 就能够在多个 CPU 上创建单独的服务器和客户端架构，从而改进性能和稳定性。Vijeo Citect 经理级节点功能 (Runtime Manager) 提供了对每个工艺单元工序的浏览和监控能力，每个工序都能单独地重新启动。此外，如果因为任何原因导致某一工艺单元暂停工作，它将自动的重启。Vijeo Citect 鼓励用户在使用网络系统时，采用集中化的数据库。拥有一个全局性数据库的益处是显而易见的，即只要你在一个位置对数据库进行了修改，那么所有的其他地方也都随着而更新了。当然，你也可以在每台计算机上分别配置甚至可以采用两者结合的方式。尽管 Vijeo Citect 以其网络功能和大容量系统而著称，仍有许多的用户采用单机 Vijeo Citect 系统的安装。使用 Vijeo Citect 可以从最初的简单结构，扩展成为您需要的复杂网络结构。可靠性在工厂自动化和其他重要任务的应用中，硬件的故障会导致生产损失，还有可能导致潜在的严重后果。Vijeo Citect的冗余可防止在系统中的任何地方发生故障，而功能和性能并不会降低。Vijeo Citect支持完全的热备组态，提供完整的 I/O 设备冗余。通过指定一个设备为主设备，另一个为备用设备，Vijeo Citect可以在一个设备出现故障时自动地切换到另一个设备。利用 Vjieo Citect的可以向主I/O设备和备用I/O设备写入设定点变化的能力，即使是I/O设备并未设计为冗余也能在冗余的组态下使用。通讯电缆的断裂或电气干扰也是常见的通讯问题。相应的，Vijeo Citect允许为每一个I/O设备安装两根通讯电缆(单独运行)，通过数据通道的冗余，可以尽可能地减少由于通讯通道的问题对系统操作的影响。当与I/O设备通讯时，许多系统要求I/O服务器冗余。为避免数据冲突，尽可能充分利用通讯带宽，只有主I/O服务器与I/O设备进行通讯。许多SCADA系统使用局域网连接各部件，但有时诸如网卡故障这样的小问题也会影响到系统的通讯。Vijeo Citect内嵌的多网络支持提供了整个局域网的冗余。你所要做的一切就是安装两个或更多的网络。如果主网络故障了，Vijeo Citect会自动连接到另一个可选的网络而不需要进行配置。文件服务器的不可靠性经常会被忽略。Vijeo Citect支持冗余的文件位置，这样即使你的文件服务器坏了，你的SCADA系统也会不受影响地继续工作。Vijeo Citect的开发者充分意识到“一条锁链的关键是在它的连接部分”。因此，Vijeo Citect的冗余是周密而完善的，考虑到了整个系统中所有可能发生故障的区域。除此之外冗余特性还被紧密结合到了报警系统中。当系统中有故障发生时，Vijeo Citect提醒操作员哪个设备出现了故障，哪个冗余设备代替了它的任务。Vijeo Citect的冗余特性是完整的并且易于配置的实际上，局域网的冗余不需要配置，任务冗余的设置通过使用一个简单的向导只需要几秒钟。当然，Vijeo Citect所有的冗余功能都可以被同时使用，来为您的系统提供最大限度的保护。因为 Vijeo Citect是基于任务的体系结构，你可以得到一个无与伦比的SCADA 冗余功能。Vijeo Citect中的每一个任务(I/O 通讯、趋势、报警、报表、显示) 都可以被系统中的其它计算机共享。这就允许用户同时制定两台计算机完成服务器的任务，一个做为主服务器而另一个作为备用服务器。如果主服务器故障了，备用服务器就会自动地取代其角色而不丢失数据。当服务器无法找到时，客户端就会自动找到并访问备用的服务器。而当主服务器返回后，它会自动地重新同步，确保历史文件不会丢失。所有的任务在本质上都是不同的，Vijeo Citect允许你对各任务采用不同的冗余策略。如果你需要升级或作任何的配置改动，你只需要在备用服务器上加载一个新的项目。一旦新项目加载好了，只要从主服务器切换到备用服务器，并运行新项目即可。如果备用服务器没有如您所预期的工作，你可以在不影响生产的情况下切换回主服务器。使用过程分析器提高运行绩效新一代的历史数据研究工具过程分析器通过结合趋势和报警数据使操作员和过程工程师分析生产过程中问题的诱因,而这些数据通常是单独存贮的。通过过程分析器,使用者可以在一个完整的页面上看到这些数据。趋势线要如何显示完全可以由用户自己定义，比如，它可以覆盖和层叠，并且任何趋势线都可以显示在画面的不同区域中。这样可以减少画面切换带来的麻烦，使得显示画面简洁明了。过程分析器包含了许多独特的功能，包括夏令时转换、精确到毫秒的刷新、单个趋势线的时间轴、可定义的工具栏，以及强大的页面设置的保存和打印功能，简化了页面重新调用时的设置。过程分析的实例问题根源的分析当生产过程出现不稳定，我们就需要通过分析历史数据来寻找问题的根源。在以前，工程师需要从屏幕上找出趋势画面，并且和报警记录进行比较。有了过程分析器，工程师需要做的只是简单地将若干可能导致了系统不稳定的变量 (可以是模拟量的、开关量的或报警) 添加在同一个页面。所有的系统的变化都可以通过和相关报警的对比，来分析的造成生产系统紊乱的复杂原因。对比不同的配方使用过程分析器可以在同一个页面分析不同批次的数据。我们可以简单的把两组批次的数据加在页面的上部和下部。操作员可以很方便地滚动时间条来定位时间。从而可以很直观的看出两组配方执行过程中的不同。事件顺序分析利用 SCADA 系统可以在很大的范围内采集数据，控制器刷新数据的周期是毫秒级的，一旦系统需求就会把这些数据转给 SCADA 系统。这时过程分析系统能够显示的数据包括报警和历史趋势，以及这些事件发生的时间。这样保证了显示的报警时间是真实的发生在现场的时间，而不是 SCADA 系统本身刷新的时间，使您可以很容易地精确判断报警事件的顺序。软件授权Vijeo Citect 的授权是基于同时运行 Vijeo Citect程序的计算机数目，而不是根据安装Vijeo Citect的计算机数目。这样，如果有 100 台计算机安装了 Vijeo Citect，但是同时运行它的计算机数目不超过 15 个，那么您只需购买 15 个授权即可。每个授权的价格是由以下几个因素决定的：点数计算和限制点数是从 I/O 设备读出的一个单独的数字或整数变量。无论该点在您的工程中使用多少次，Vijeo Citect 只会统计此 I/O 设备的点数一次。内存、磁盘和 Cicode 变量的使用是免费的。点数限制是指能够读取的 I/O 设备地址的最大数量。Vijeo Citect 可以满足任意点数需求的客户75、150、500、1500、5000、直到无限。计算机角色在网络应用中，并不是所有的计算机都完成 Vijeo Citect 的所有任务。对于没有使用的功能，您是不需要付钱的，因此您可以选择性地购买控制或只读客户端授权，而不是完全授权。拥有控制客户端授权的计算机可以执行所有的操作员接口功能并与服务器交换数据，但是不能作为 Vijeo Citect 服务器使用。拥有只读客户端许授权的计算机提供了只读显示功能，这对只需监视现场情况的客户是非常适用的。4.1.4 Vijeo Citect典型配置案例案例一5000点单机SCADA系统开发包1 x VJC109922 包含软件安装光盘和USB硬件狗服务器授权1 x VJC101114 5000点服务器(包含本机的客户端)客户端授权已经包含在服务器授权中案例二1500点单服务器 + 2个客户端的SCADA系统开发包3 x VJC109922 包含软件安装光盘和USB硬件狗服务器授权1 x VJC101113 1500点的服务器(包含本机的客户端)授权信息加载在VJC109922的硬件狗中客户端授权2 x VJC102013 1500点的客户端授权信息加载在VJC109922的硬件狗中案例三15000点冗余服务器 + 4个客户端的SCADA系统开发包6 x VJC109922 包含软件安装光盘和USB硬件狗服务器授权2 x VJC101115 15000点的服务器(包含本机的客户端)第一台服务器作为主服务器运行第二台服务器作为备用服务器授权信息加载在VJC109922的硬件狗中客户端授权4 x VJC102015 15000 点的客户端授权信息加载在 VJC109922 的硬件狗中案例四5000点单服务器 + 1个客户端 + 2个Web客户端的SCADA系统开发包2 x VJC109922 包含软件安装光盘和USB硬件狗服务器授权1 x VJC101114 5000点的服务器(包含本机的客户端)授权信息加载在VJC109922 的硬件狗中客户端授权1 x VJC102014 5000点的客户端授权信息加载在VJC109922的硬件狗中Web客户端授权2 x VJC102214 5000点的Web客户端授权信息加载在VJC109922(服务器用)的硬件狗中案例五1500点冗余服务器 + 2个Web只读客户端的SCADA系统开发包2 x VJC109922 包含软件安装光盘和USB硬件狗(主备服务器使用)服务器授权2 x VJC101113 1500点服务器(包含本机客户端)第一台服务器作为主服务器运行第二台服务器作为备用服务器每个硬件狗上加载一个服务器授权Web只读客户端授权2 x VJC103213 1500点Web只读客户端这两个授权被加载在主服务器的硬件狗上Web只读客户端冗余授权2 x VJC103288 Web只读客户端冗余授权冗余浮动授权用于Web只读客户端这两个授权被加载在备用服务器的硬件狗上主服务器硬件狗包含的授权：VJC101113 * 1VJC103213 * 2备用服务器硬件狗包含的授权：VJC101113 * 1VJC103288 * 24.2 Vijeo Citect配置4.2.1 新建工程步骤动作&示例1打开Vijeo Citect Explorer2在citect explorer中新建工程点击右键3在弹出的对话框中,定义工程名和描述,风格是XP风格4在citect project editor中建立集群5定义集群名字和内容,然后点击Add6定义网络地址,这个网络地址是PC的IP地址7建立 报警/报表/趋势服务器4.2.2 配置驱动8在citect project editor中建立驱动9进入快速通信向导然后点击下一步10创建IOServer11创建IODevice12与外部IO设备进行通信13选择驱动:Modbus/TCP (Ethernet)-FastLinx是可以将Unity的变量表链接到citect中来用14设置PLC的IP地址和端口号,然后下一步15链接Unity变量表的设置,之后点击Browse16弹出的对话框,再点击Browse,链接Unity的.stu(适用于Unity3.0XL版本)文件,然后点击Validate-OK17完成即可18配置好IOServer,点击替换19配置好通信以后,IOServer,IODevice,Board,Port设置如下,如果要修改相关参数,直接在这里面修改即可4.2.3 建立变量和画面20建立变量21建立一个整型变量,需要输入的最基本的四项,如下图22建立一个数字型变量, 需要输入的最基本的四项,如下图23建立新画面24选择模板页面25建立好画面以后,在工具条中选择文本#26点击画面,放入一个文本,然后双击文本,设置文本的属性, 数字型变量设置同理,之后保存画面4.2.4 计算机设置27编译工程,配置计算机设置,点击下一步28点击下一步29设置计算机角色,由于本例设置的network address是本机的IP,所以角色自动是服务器如果这台机器是客户端,那么network address需要设定为服务器的IP地址(即当network address和本机的地址不同时),这样角色就是Display Client30如果是一台citect上位机,选择No networking, 直到完成即可31运行工程如果使用上位软件连接多个PLC,需要重复8-17步骤Vijeo CitectV7.0可以链接Unity3.0XL的.stu文件Vijeo CitectV7.1可以链接Unity4.0的.stu文件注意4.2.5 Untiy和Vijeo Citect计算机模拟通信如果Unity和citect进行计算机仿真模拟,只需要修改下面两个步骤1. Vijeo Citect工程编辑器服务器网络地址地址为127.0.0.12. Vijeo Citect工程编辑器通信端口特殊选项:-I127.0.0.1 P5025PLC编程5.1 Quantum PLC以太网简介Unity Quantum 65160内置以太网接口，Quantum PLC实现以太网上的传输是通过基于TCP/IP上的Modbus应用协议。Modbus协议传输是典型的请求响应信息对。 PLC可用作客户端或服务器，取决于其发送或接收信息。每个Quantum 65160控制器默认赋给唯一静态IP地址。设备的默认IP地址来自唯一的MAC物理地址(IEEE 全球地址)，将永久存储在一体型本体控制器中。 为了增加网络的灵活性，除了使用默认的IP地址，Quantum PLC应用程序允许用户为设备配置不同的静态IP地址。 Modbus TCP 客户端/服务器 Quantum PLC可以是Modbus TCP/IP客户端或者服务器，分别取决于其查询或响应其他远程设备。TCP通讯服务通过TCP端口502完成。 5.2 Unity Pro软件的配置步骤动作&示例1打开Unity Pro，并新建一个项目，选择Quantum系列中与用户使用类型相同的CPU类型。这里以CPU65160为例。2在Unity窗口的Project brower中双击Configuration，打开硬件组态。双击打开硬件组态3新建以太网网络点击右键4设置以太网网络,并点击确定5可以看到已经建立了一个以太网,叫做:Ethernet_16对这个新建的网络进行配置双击Ethernet_17点击使有效按钮8双击硬件配置中CUP上的以太网口双击以太网口9选择已经建立好的以太网网络10使其有效, 之后需要build你的工程6实验调试用户在上电调试之前，请务必确保PLC，变频器以及所带的电机的接地安全，以避免因接地问题而可能造成的