摘要
西門子CPU313C 隻有一個MPI通訊接口，借助BCNet-S7MPI產品，將MPI通訊協議轉換成以太網通訊協議，以此實現上位機和觸摸屏同時監控的要求。
關鍵詞
發酵集散控製係統
項目名稱
《計算機集散控製係統---生化過程控製》
應用行業
目mu前qian，計ji算suan機ji集ji散san控kong製zhi係xi統tong廣guang泛fan應ying用yong於yu各ge種zhong流liu程cheng工gong業ye的de生sheng產chan過guo程cheng控kong製zhi。本ben方fang案an具ju體ti針zhen對dui生sheng化hua反fan應ying中zhong的de發fa酵jiao過guo程cheng，可ke以yi廣guang泛fan應ying用yong於yu微wei生sheng物wu發fa酵jiao行xing業ye的de生sheng產chan控kong製zhi。
項目設計要求
本計算機集散控製係統包含控製係統和被控對象，控製係統由上位機（工程師站）及下位機（操作員站）組成，被控對象為25L 發酵罐。上位機是工控機和移動工作站組成可以實現本地及遠程控製的監控，下位機由兩台觸摸屏及西門子S7-300 PLC 控製器組成。
3.1 係統上位機設計要求
1. 工控機、觸摸屏與PLC 的無縫連接。
2. 遠程工作站可以實現發酵過程控製係統的實時監控。
3. 上位機配有生物發酵過程專用組態控製軟件，具有如下功能：係統組態、運行參數的監視、控製參數設定和控製；優化分析；係統維護；數據備份等。
3.2 係統下位機設計要求
1. 下位機滿足相應測控點的控製要求。
2. 下位機含有以太網通訊、控製網通訊、設備網通訊。
3. 下位機組態注釋采用中文，可以隨程序下載到控製器中，隨時上傳，備份；支持在線下裝，不影響控製運行。
3.3 被控對象測控要求如下：
係統描述
本方案《計算機集散控製係統---生化過程控製》采用集散控製的思想，對發酵過程中需要的變量分散采集，集中控製。控製係統的核心控製器采用西門子S7-300 PLC。整個集散控製係統可以實現上位機及觸摸屏的對整個發酵過程的實時監控，並能夠實現移動工作站的遠程監控。西門子CPU313C 隻有一個MPI通訊接口，借助BCNet-S7MPI產品，將MPI通(tong)訊(xun)協(xie)議(yi)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)以(yi)太(tai)網(wang)通(tong)訊(xun)協(xie)議(yi)，以(yi)此(ci)實(shi)現(xian)上(shang)位(wei)機(ji)和(he)觸(chu)摸(mo)屏(ping)同(tong)時(shi)監(jian)控(kong)的(de)要(yao)求(qiu)。對(dui)於(yu)上(shang)位(wei)機(ji)的(de)控(kong)製(zhi)，不(bu)僅(jin)要(yao)實(shi)現(xian)對(dui)發(fa)酵(jiao)過(guo)程(cheng)的(de)時(shi)間(jian)監(jian)控(kong)，還(hai)要(yao)完(wan)成(cheng)對(dui)發(fa)酵(jiao)過(guo)程(cheng)的(de)優(you)化(hua)控(kong)製(zhi)與(yu)分(fen)析(xi)如(ru)：控製參數的自整定，自適應關聯控製等。
解決方案
1.硬件設備選型
根據集散控製係統的設計要求，對係統的硬件設備做如下選型：
2.係統網絡整體組態
整個集散控製係統既要實現上位機及觸摸屏的對整個發酵過程的實時監控，又要實現移動工作站的遠程監控。工控機、觸摸屏及移動工作站與西門子S7-300都通過MPI 通訊方式通訊，而西門子300 主機隻有一個MPI 借口，無法滿足多台設備同時與PLC 通訊，為此我們借助BCNet-S7MPI 產品，將遠西門子S7-300的MPI 借口擴展為一個MPI 接口及一個以太網接口，通過以太網的方式對整個係統進行組態，可實現係統的設計要求。
具體的組態方案如下圖所示：
通過以上係統整體組態設計，可以實現現場觸摸屏通過以太網方式與S7-300通訊，實時的監控，同樣工控機也可實時進行監控；遠端的觸摸屏也通過以太網的方式連接到工業交換機上，也可實現監控；將工業交換機連接到網絡服務器上，移動工作站也可通過網絡服務器對整個係統進行實時監控。
係統優點
1. 通過借助BCNet-S7 PPI/MPI產品，可以不用給係統配以太網模塊，相對於西門子以太網模塊，降低了係統的成本，使得係統性價比更高。
2. 通過借助BCNet-S7 PPI/MPI產品，解決了多對一的通訊難題，使得通訊設置簡單方便，方便用戶操作。
3. 通過借助BCNet-S7 PPI/MPI產品，使得係統具有良好的開放性，任意的監控設備設置隻要設置好網關，都可以對係統進行監控。
4. 係統采用以太網方式通訊，具有更高的傳輸效率，受到的幹擾較小，可以實現多台設備同時對係統進行監控，而且延遲較小。
5. 係統采用以太網方式通訊，方便用戶後續開發使用。
現場照片
圖1 係統主監控界麵
圖2 參數設定界麵
圖3 係統的控製流程圖
圖4 現場設備圖