论文部分内容阅读
[摘 要]在铝电解机组中应用人机界面DH+通讯技术既可以提高电气控制要求，使机组运行更加安全，稳定。同时可以在满足设备稳定安全运行的基础上降低成本，提高经济效益。
[关键词]铝电解 HMI DH+网络通讯
中图分类号：TM571 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0069-01
[Abstract]application of man-machine interface of DH+ communication technology in aluminum electrolysis unit can not only improve the electrical control requirements， the unit operation more safety， stability. At the same time can meet the basic stability of the safe operation of equipment to reduce costs， improve economic efficiency.
[Key words]aluminum electrolysis HMI DH+ network communication
一、前言
随着工业领域的不断进步，人们对于设备电控系统要求也越来越高。人们更多的希望能够直观的监测设备的运行情况，故障节点等现象。这就催生了显示器与工控系统的链接。操作者可以坐在监控室里同时地监控多组设备运行，如果出现故障，可以第一时间通知维修人员。这不但可以确保设备安全稳定的运行，也可以提高维修效率。进而可以提高产品生产效率。人机界面DH+通讯技术通过硬接线连接，安装接线简单，传输稳定，成本较低。
二、DH+通讯
DH+通讯协议，中文全称为增强型数据高速公路通讯协议，它采用令牌传递方式，在最多64个节点间沿链路实现对等通讯。由于这种方式不要求轮询每一个节点，因而有助于提高数据传送效率。
三、人机界面
人机界面，又称用户界面或使用者界面。是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介。它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。人机界面通过连接可编程序控制器PLC、变频器、直流调速器、仪表等工业控制设备，利用显示屏显示，在输入单元，如触摸屏、键盘、鼠标等写入工作参数或输入操作命令，实现人与机器信息交互。此设备大体由硬件和软件两部分组成。HMI（Human-Machine Interface）为人机界面的英文缩写。人机界面HMI产品的组成及工作原理，人机界面产品由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括处理器、显示单元、输入单元、通讯接口、数据存贮单元等。其中处理器的性能决定了HMI产品的性能高低，是HMI的核心单元。根据HMI的产品等级不同，处理器可分别选用8位、16位、32位的处理器。HMI软件一般分为两部分，即运行于HMI硬件中的系统软件和运行于PC机Windows操作系统下的画面组态软件。使用者都必须先使用HMI的画面组态软件制作“工程文件”，再通过PC机和HMI 产品的串行通讯口。把编制好的“工程文件”下载到HMI的处理器中运行。
四、关键技术内容
4.1人机界面的DH+通讯网络的建立
在这里我们以Rockwell公司产品SLC500系列的PLC和Panelview Plus 1000触摸屏通过DH+通讯链接应用于多功能机组为例介绍人机界面DH+通讯技术。
图一为可编程控制器与HMI的DH+通讯系统图。其主要原理是可编程控制器（PLC）与HMI显示屏通过带屏蔽的双绞线连接，形成 DH+通讯网络。PC通过网线将编辑好的监控画面传输到HMI显示屏中，并且PC通过串行接口线将显示器画面对应的梯形图程序下载到可编程控制器中。这样一个简单的DH+通讯网络就建成了。
DH+接口连接线是带屏蔽网的双绞线，接口一共接两根线，1和1，3和3对应连接，2接屏蔽线，屏蔽线根据现场干扰情况连接。
首先在PC安装编辑触摸屏画面的软件，我们用AB公司的Panelview Plus 1000屏为例，那么就安装toryTalk View Studio Machine Edition编辑软件。软件中组态好准备通讯的PLC的CPU型号，DH+口的站地址，传输速率等。其中，触摸屏 的DH+站地址和实际通讯的PLC的DH+站地址不能相同，但是触摸屏里配置的PLC的DH+站地址，传输速率必须和实际通讯的PLC设置相同，否者通讯连接会失败。这里，我们设置的触摸屏的DH+口的地址是0，配置的PLC的DH+站地址和实际的PLC的DH+站地址都设置为1，传输速率设置为57.6K。然后打开RSlinx Classic Gateway软件，配置好驱动程序，由于我们选用的的是Ethernet下载画面，所以这里我们就用Ethernet/IP驱动程序。并且将PC的IP地址和HMI的IP设置为同一网段。最后，下载画面和PLC的程序。这样，整个人机界面的DH+通讯网络就建立完成了。
4.2 通讯抗干扰措施
人机界面通讯网络建立的最终目的是使操作者及时，准确的监控系统运行情况，及时有效地将故障点反馈给维修人员。介于以上的特殊要求，就需要整个DH+网络反应及时，不能出现通讯故障或者是干扰。具体措施如下：
由于监控地点和操作地点距离较远，通讯电缆较长。进而就加大了通讯的传输干扰。如果将屏蔽线接入，就会很好的改善这一弊端。
在DH+网络两端即可编程控制器的DH+端口和触摸屏的DH+端口增加短接150欧姆终端电阻，以增强网络消除干扰杂波的效果。根据传输线理论，终端电阻可以吸收网络上的反射波，增强信号强度。
选择不同的波特率，也可以改善DH+网络的通讯效果。通常来讲，波特率越高，越易受干扰。
可以再HMI编程软件里，设置节点反应时间，增强DH+网络效率。
五、结语
通过本次研究实验，成功的实现了人机界面DH+的通讯连接。实验证明，DH+网络通讯设置简单，接线方便，便于理解。第二，这种通讯传输速率稳定，可靠。第三，提高维修效率，降低人员成本，保障生产质量。DH+网络通讯应用广泛，使多功能机组控制要求得到进一步提高。
参考文献
[1] 张海波，赵伟.现场总线测控领域中的几个关键问题[J].电测与仪表，2002年03期.
[关键词]铝电解 HMI DH+网络通讯
中图分类号：TM571 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0069-01
[Abstract]application of man-machine interface of DH+ communication technology in aluminum electrolysis unit can not only improve the electrical control requirements， the unit operation more safety， stability. At the same time can meet the basic stability of the safe operation of equipment to reduce costs， improve economic efficiency.
[Key words]aluminum electrolysis HMI DH+ network communication
一、前言
随着工业领域的不断进步，人们对于设备电控系统要求也越来越高。人们更多的希望能够直观的监测设备的运行情况，故障节点等现象。这就催生了显示器与工控系统的链接。操作者可以坐在监控室里同时地监控多组设备运行，如果出现故障，可以第一时间通知维修人员。这不但可以确保设备安全稳定的运行，也可以提高维修效率。进而可以提高产品生产效率。人机界面DH+通讯技术通过硬接线连接，安装接线简单，传输稳定，成本较低。
二、DH+通讯
DH+通讯协议，中文全称为增强型数据高速公路通讯协议，它采用令牌传递方式，在最多64个节点间沿链路实现对等通讯。由于这种方式不要求轮询每一个节点，因而有助于提高数据传送效率。
三、人机界面
人机界面，又称用户界面或使用者界面。是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介。它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。人机界面通过连接可编程序控制器PLC、变频器、直流调速器、仪表等工业控制设备，利用显示屏显示，在输入单元，如触摸屏、键盘、鼠标等写入工作参数或输入操作命令，实现人与机器信息交互。此设备大体由硬件和软件两部分组成。HMI（Human-Machine Interface）为人机界面的英文缩写。人机界面HMI产品的组成及工作原理，人机界面产品由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括处理器、显示单元、输入单元、通讯接口、数据存贮单元等。其中处理器的性能决定了HMI产品的性能高低，是HMI的核心单元。根据HMI的产品等级不同，处理器可分别选用8位、16位、32位的处理器。HMI软件一般分为两部分，即运行于HMI硬件中的系统软件和运行于PC机Windows操作系统下的画面组态软件。使用者都必须先使用HMI的画面组态软件制作“工程文件”，再通过PC机和HMI 产品的串行通讯口。把编制好的“工程文件”下载到HMI的处理器中运行。
四、关键技术内容
4.1人机界面的DH+通讯网络的建立
在这里我们以Rockwell公司产品SLC500系列的PLC和Panelview Plus 1000触摸屏通过DH+通讯链接应用于多功能机组为例介绍人机界面DH+通讯技术。
图一为可编程控制器与HMI的DH+通讯系统图。其主要原理是可编程控制器（PLC）与HMI显示屏通过带屏蔽的双绞线连接，形成 DH+通讯网络。PC通过网线将编辑好的监控画面传输到HMI显示屏中，并且PC通过串行接口线将显示器画面对应的梯形图程序下载到可编程控制器中。这样一个简单的DH+通讯网络就建成了。
DH+接口连接线是带屏蔽网的双绞线，接口一共接两根线，1和1，3和3对应连接，2接屏蔽线，屏蔽线根据现场干扰情况连接。
首先在PC安装编辑触摸屏画面的软件，我们用AB公司的Panelview Plus 1000屏为例，那么就安装toryTalk View Studio Machine Edition编辑软件。软件中组态好准备通讯的PLC的CPU型号，DH+口的站地址，传输速率等。其中，触摸屏 的DH+站地址和实际通讯的PLC的DH+站地址不能相同，但是触摸屏里配置的PLC的DH+站地址，传输速率必须和实际通讯的PLC设置相同，否者通讯连接会失败。这里，我们设置的触摸屏的DH+口的地址是0，配置的PLC的DH+站地址和实际的PLC的DH+站地址都设置为1，传输速率设置为57.6K。然后打开RSlinx Classic Gateway软件，配置好驱动程序，由于我们选用的的是Ethernet下载画面，所以这里我们就用Ethernet/IP驱动程序。并且将PC的IP地址和HMI的IP设置为同一网段。最后，下载画面和PLC的程序。这样，整个人机界面的DH+通讯网络就建立完成了。
4.2 通讯抗干扰措施
人机界面通讯网络建立的最终目的是使操作者及时，准确的监控系统运行情况，及时有效地将故障点反馈给维修人员。介于以上的特殊要求，就需要整个DH+网络反应及时，不能出现通讯故障或者是干扰。具体措施如下：
由于监控地点和操作地点距离较远，通讯电缆较长。进而就加大了通讯的传输干扰。如果将屏蔽线接入，就会很好的改善这一弊端。
在DH+网络两端即可编程控制器的DH+端口和触摸屏的DH+端口增加短接150欧姆终端电阻，以增强网络消除干扰杂波的效果。根据传输线理论，终端电阻可以吸收网络上的反射波，增强信号强度。
选择不同的波特率，也可以改善DH+网络的通讯效果。通常来讲，波特率越高，越易受干扰。
可以再HMI编程软件里，设置节点反应时间，增强DH+网络效率。
五、结语
通过本次研究实验，成功的实现了人机界面DH+的通讯连接。实验证明，DH+网络通讯设置简单，接线方便，便于理解。第二，这种通讯传输速率稳定，可靠。第三，提高维修效率，降低人员成本，保障生产质量。DH+网络通讯应用广泛，使多功能机组控制要求得到进一步提高。
参考文献
[1] 张海波，赵伟.现场总线测控领域中的几个关键问题[J].电测与仪表，2002年03期.