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由图1看出：系统包括上位机和下位机两部分。上位机是指调度ZX的1＃cpc、2＃cpc(操作终端)，其中包括hmi(humanmachineinterfa-ce)系统和数据库管理系统，功能是遥控操作，遥信、遥测显示及数据报表统计，记录事故分析等。而下位机是指数据采集系统及各种智能控制设备，在这里指的是plc控制箱和5个控制柜。

2.1由plc模块构成的控制柜

下位机的关键设备是采用plc构成的五个控制柜。该方案采用模块式结构，可根据应用需求进行灵活配置和可以扩展。采用plc的控制柜基于几点考虑：

(1)系统为闭环监控工作方式，对于控制过程的安全性要求较高；

(2)plc具有高可靠性和极强的抗干扰能力；

(3)模块化配置实现多功能扩展。

2.2plc编程软件

plc编程用基于microfostwindows环境的编程软件gxdeveloperv8.26开发。以实现现场数据的采集、计算、统计、数据通信、系统故障诊断等功能。gxdeveloperv8.26符合iec-1131-3编程语言标准，有梯形图、顺序功能图、功能块图、结构化文本、指令表。gxdeveloperv8.26t提供了实用简单友好的用户界面，有丰富的编译工具、强劲的搜索功能、自由格式的图形编辑器、完善的在线帮助，使得对modicontsxmomentum(模块式momentumplc组板)构成的自动化控制系统的程序编写、软件调试、系统维护十分简单。

2.3系统软件设计

系统上位机采用mcgs(monitorandcontrolgeneratedsystem)组态软件、mcgs是一套基于windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行于microsoftwindows95/98/me/nt/2000等操作系统。mcgs为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及监控网络等功能。mcgs具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点，在石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域已进行了成功应用。目前，mcgs组态软件具有整个工业监控系统的从设备采集、工作站数据处理和控制、上位机网络管理和web浏览的所有功能，很好的实现了自动控制一体化的功能。使用mcgs，可以在短时间内完成一个运行稳定、功能全面、维护量小并且具备专业水准的计算机监控系统的开发工作。

2.4系统网络结构

系统采用标准的开环总线以太网配置。这样不仅降低了成本，方便布线，易于扩展；而且网络结构上保证了信息传输的安全性，能对数据进行有效的分流，从而减轻网络负荷，增强了系统的可靠性。其网络标准为ieee802.3；传输速率为10mbps。整个系统采用10/100m以太网交换机形成自适应以太网通信。

控制柜设备之间的数据传输采用plc专用网络melsecnet/h组成控制层网，melsecnet/h网络是通过光纤连接plc控制器与plc控制器的专用网络，通过使用高速通信和大容量的链接软元件，在控制系统设备之间实时地传递和设备的运转、动作相关的数据，可以实现25mbps的高速通信，光纤采用双重回路提高了系统冗余性和可靠性。

上位机与下位机的通信是监控系统的一个关键。我们选用mcgs的设备构件用于实现以态网模块(qj71e71-100)和三菱q系列plc通讯。三菱q系列tcp/ip设备构件把plc的通道分为只读，只写，读写三种情况，只读用于把plc中的数据读入到mcgs的实时数据库中，只写通道用于把mcgs实时数据库中的数据写入到plc中，读写则可以从plc中读数据，也可以往plc中写数据。

通信网络采用主从方式定时收发数据。在本系统，上位机定义为主设备，下位机五个控制柜所有智能监控装置定义为从设备，只有主设备能初始化或对从设备查询。所有设备都有规定的ip地址或站地址，主设备按地址发布消息，从设备根据主设备查询或提供的数据决定要产生何种行动，实现了系统的监控功能;同时当系统故障，比如五个控制柜中有某一个从网络中断开，在主设备端马上诊断出来，而当故障修复后，网络又可自动接通，这样有利于操作员进行系统功能诊断。

3系统工作过程

下位机从现场设备采集遥信及遥测信号，经过一定的处理后存储到plc的寄存器中供上位机读取；同时接收上位机发送的遥控命令经过处理后传给现场设备。而上位机则是负责从下位机读取遥信量和遥测量，经过处理后进行显示或生成报表等；同时根据操作员的需要发出遥控命令。下面分别介绍系统的具体工作过程。

3.1系统通信

整个系统的通信都是基于ip地址的。

(1)上位机和下位机的通信，是通过为mcgs组态软件的各个数据建立通信通道来实现的。

(2)下位机之间的通信：下位机之间的通信通过melsecnet/h网络完成melsecnet/h网络具有的ras功能，ras功能代表可靠性、可用性、可维修性。melsecnet/h网络具备环路回送功能，在光纤环路系统中，传送路径是双结构，当传送路径中发生错误时，通过把传送路径从正向环路切换成反向环路或从反向环路切换成正向环路或进行环路回送来断开故障区，在仍然能够进行数据通讯的站之间继续正常传送。