6ES7223-1BL22-0XA8支持验货

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1 引言

随着社会数字信息化进程的加快，计算机中心机房的设备和规模也日趋扩大。机房环境和设备出现故障会危及计算机系统的安全运行，后果不堪设想。因此对机房里面环境和设备进行自动监控，进行现代化管理尤显得十分重要。机房环境及动力设备监控系统主要是对机房供配电系统、ups电源、空调系统、消防系统、排风系统等的运行状态、温度、湿度、空气质量、供电的电压、电流、频率、配电系统的开关状态、测漏系统等进行实时监控并记录历史数据及记录发送故障报警信息，为机房高效的管理和安全运营提供有力的保证。

目前监控系统的技术的发展已经比较成熟，上有许多自主品牌的机房专用监控系统，很多成功案例广泛应用于电力、电信、公安、银行、广电、证券、移动基站等领域。瑞士思博公司saia pcd系列控制器有着强大的通信能力和良好的开放性，cpu的快速处理能力、易于使用的编程工具，优越的通用性，在机器设备制造工业、楼宇自控、基础设施建设（能源、交通运输、水处理）以及其他自动控制的工业领域，以其高超的电子技术，计算机技术，控制技术，网络及通信技术和卓越的品质赢得市场的认可和广大用户的信赖。

2 系统实现

北京ibm亦庄数据中心项目选用了saia pcd2.m480控制器，监测、控制现场设备及末端传感器等。i/o点共73个，同时与6台精密空调、2台ups、2台柴油发电机组、2台主电源配电柜、6台列头柜通过rs485接口,采用现场总线协议进行通信，另外通过rs232接口与手机短信报警器通信，后通过以太网进入计算机管理系统。我们选配了6块i/o模块，1块以太网通信模块，2块rs232/485通信模块，采用bbbbbbs2000/xp操作系统，mcgs组态软件，参见图1。

图1 系统结构图

saia pcd2.m480控制器使用了新的cpu技术,嵌入了新一代coldfire cf5407微控制器,集成了1mb ram用户存储空间,可选1mb flash卡用户备份存储器,同时集成usb，mpi，pgu通信接口，具有高速的处理运算能力，可扩展大1024 i/o点和8个通信接口，支持ethernet tcp/ip， profibus，s-bus，modbus，mpi，http，ftp等多种通信协议，它是目前saia强大的一款控制器，主要用于对时间要求非常严格，需要采用多处理器技术的应用系统中。

2.1 系统设计特点

本系统可以实现供配电、ups、柴油发电机、精密空调、消防、漏水、新风系统、温湿度检测等子系统的统一监控，并在这些子系统发生故障的时候向管理员报警：监视设备的运行状态；记录设备的运行参数；设备参数异常时，及时报警并提供处理支持画面，报警方式包括：工作站声光报警与手机短信息报警；系统参数和报警信息全部记入数据库，可供查询和事故追忆；分类用户权限配置，用户权限分为999级；报表及数据报表、报警报表、操作记录报表；方便扩充。在机房增加、减少设备时，系统只作少量修改即可。该系统具有保护、测量、计量和监视功能，由现场控制系统和上位工作站两部分组成。

2.2 监控功能设计

由saia pcd构成的现场控制系统实现了对各智能设备或子系统的实时运行参数的采集与处理，主要包括：配电系统、ups系统、柴油发电机系统、新风、空调系统、精密空调监控、机房温湿度监测、漏水系统、办公区照明控制、环境监控、排风系统及消防联动。

随着计算机技术的发展，相当一部分厂商的设备均为智能设备，可通过现场总线通信与其连接，读取数据，大大节约成本及调试时间。本系统中配电系统、ups系统、柴油发电机系统、精密空调系统均由rs-485现场总线协议通信实现数据采集。各系统说明如下：

（1）配电系统。通过modbus现场总线，对2台施耐得断路器和6台施耐得电力参数测量仪的工作状态进行监测。检测配电柜断路器和多功能电表的电压、电流、频率、功率、功率因数等参数，并检测配电开关状态，故障及断开时发送手机报警短信。

（2）ups系统。通过modbus现场总线，对2台梅兰日兰ups的工作状态进行监测。监测ups输入、输出电压、电流、频率等参数；监测ups逆变器、整流器、等运行状态监测。

（3）柴油发电机。通过modbus现场总线，对2台梅兰日兰柴油发电机的工作状态进行监测，监测柴油发电机的运行状态和故障报警，监测其电压，电流、频率，功率等参数。

（4）新风、空调系统。新风机组、空调机组运行状态；新风机组、空调机组开关机控制。

（5）精密空调系统。通过modbus现场总线，对6台梅兰日兰精密空调的工作状态进行监测，监测精密空调温度、湿度、设置设定温度、设定湿度等参数；精密空调运行状态，故障报警状态；精密空调开关机控制。

（6）机房温湿度。机房高温、低湿、高湿度监测，报警。

（7）漏水系统。监测机房内精密空调和水管接头处的漏水状态和进行漏水报警。

（8）办公区照明控制。对办公区的照明进行自动控制。如在下班后，节假日可自动关灯。

（9）环境监控。系统报警信号可直接发送到相关人员的手机上 。

（10）排风系统。排风机可以通过时间表控制（定时排风），也可手动强制控制。

（11）消防联动。系统与消防系统联动，通过手机短信(sms)发送消防预警信号，当火灾发生时，关闭新风、空调、排风系统。喷发结束后，可通过相应排风开关手动排风。

2.3 组态软件介绍

本监控软件使用mcgs组态软件，同过给上位操作站安装saia pcd的opc sever软件。采用ethernet /tcp/ip与上位操作站完成通信。由mcgs构成的中央工作站实现了现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户展示了系统状态：用模拟画面动态实时地显示系统的工作情况；设定和修改设备的工作程序；直接操作设备的启停；收集和分析各种数据，并可以图形、表格形式显示；管理系统内报警信息，处理操作者信息；产生和打印工作报表；产生和维护数据库，供建筑物管理系统使用。

3 结束语

项目产品采用先进、成熟、实用的技术，在使用上简便实用。系统具有集中统一的管理能力，为系统管理大大提供方便，并实施科学合理的管理，使监控技术发挥高的效用。系统具有很强的开放性，能灵活的与各种网络传输方式机融合成一个整体，能随时适应对系统的扩容要求，有很强的兼容性和灵活性，能适应产品的升级换代。适合企事业单位机房使用。

信息化与数字化成为各个行业**速度、**效率，获得效益的重要而关键手段之一，而全球信息化与数字化的愈来愈成熟，为我们追求效益提供了方法、手段、标准。

1、 全球信息化的趋势

1）数字化
　　企业的业务、流程、经营、管理等等，相关活动全部进行数字化
2）无纸化
　　过去基于传真、电话的定单模式不能适应数字化的要求，企业或组织的各种活动通过计算机网络自动进行，办公方式转为无纸化办公。
3）集中化
　　分散的信息化不能形成规模效应，信息孤岛不能带来速度和效率**。当前信息化的趋势是集中管理、集中存储、 集中传输、集中交换，带来信息化的集中效应，这种集中效应表现在数据中心（IDC）的兴起。

2、 数据中心的模型
a) 数据中心的物理模型
　　数据中心的作用与目的是完成信息的集中管理、集中存储、 集中传输、集中交换，从而实现信息集中效益。
在数据中心中，存在两个层面的平台：网络平台和动力平台。

　网络平台的功能与作用：
• 信息处理
• 信息交换
• 信息传输
• 信息存储
　　动力平台的功能与作用：
• 提供可靠能源
• 提供纯净能源
• 提供安全运行环境

b) 数据中心的生命周期模型
　　艾默生认为，在数据中心（IDC）生命周期中，存在从需求—规划—实施与开通—运行—扩容—更新改造等周而复始的过程，下图为艾默生定义的数据中心的生命周期模型：




　　在生命周期模型中，每个环节都不可或缺。而在数据中心实施过程中，容易被忽视、被轻视的是需求分析和规划阶段。

3、 艾默生网络能源的数据中心生命周期全能解决之道
　　数据中心分为网络层面和动力层面等两个层面，每个层面的生命周期相同，包括需求—规划—实施与开通—运行—扩容—更新改造等。
　　数据中心的每个生命阶段都至关重要，不可或缺。其中需求分析和规划阶段特别容易被忽略、忽视的，必须引起足够重视。
　　凭借在全球的综合资源，艾默生网络能源可以在世界任何角落解决数据中心动力层面的任何问题。作为数据中心动力机房一体化解决方案咨询、规划、设计、制造、安装和维护的业界者，艾默生服务于网络所联系的经济社会，为数据中心生命周期提供全能解决方案：



　 艾默生数据中心生命周期提供全能解决方案包括：
a) 需求阶段—提供技术咨询服务
　　艾默生网络能源在数据中心动力层面，为数据中心提供技术咨询、中远期规划、项目总体设计建议等，帮助用户收集需求、细化需求、分析需求信息。

b) 规划阶段—提供方案规划、设计服务
　　数据中心的动力层面，其规划尤为重要。相对于网络层面，一旦规划失误，整个数据中心将无法正常使用，亦或导致运行中故障频发，给用户带来不可估量的损失。
　　艾默生依据在IT网络40余年的经验，充分根据数据中心的发展趋势，提供数据中心的全生命周期规划服务。
　　规划主要原则为：远期一次规划，分期分步实施。其主要含义包含两个部分：
1） 根据数据中心远期的需求，一次性规划好整个数据中心，对于不可扩容或难于扩容部分，比如总空间、总体布局、动力电缆、市电用电总容量、柴油发电机系统等等，一次建设到位。
2） 根据数据中心实施步骤，分期分步实施可扩容部分，比如低压系统、UPS系统、电池系统、机房空调系统、监控系统、消防及照明等等子系统。这些系统分期分步实施，节省投资。
　　远期一次规划，分期分步实施的规划和实施方法，类似高速公路的车道规划原则，既根据车**，一次规划与设计，分期分步实施。
例如我国南北方向的京珠高速，规划和征地按照双向6车道，一期只铺设双向4车道，二期根据车**，可再铺设2个车道。当远期规划不能满足需要时，则建设另外的高速公路，而不会继续在原有路基上扩容。
　　数据中心的规划与此类似：按照可预见的远期需求，一次规划完成，分期分步实施。当远期规划不能满足要求时，需要另外建设数据中心。
　　这种方式有别与搭积木建设方式：搭积木方式不会考虑系统的大可承载容量，一味的垒加，终导致系统崩溃。

c) 实施与开通阶段—提供交付、培训
包括：
• 设备交付
• 项目管理
• 工程施工
• 质量监督
• 调试开通
• 用户培训

d) 运行阶段—提供技术支持服务
　　运行阶段是数据中心生命周期中时间长的阶段，艾默生提供全面的技术支持，包括：
• 售后服务
• 维护保养
• 保外服务
• 代维代养
• 安全评估

e) 扩容阶段—提供扩容服务
　　在一次规划的基础之上，根据用户需求，提供扩容服务，扩容的目标是：
• 扩容设计
• 在线升级
• 在线扩容

f) 更新与改造阶段—进入新的生命周期
　　数据中心在生命周期后期，根据运行状况和需求，进行更新改造或者重造数据中心，重新开始全面收集、整理、分析需求，进行中远期规划，包括
• 技术咨询
• 中远期规划
• 更新改造建议等

4、 艾默生网络能源的数据中心一体化整体解决方案
　　横向纬度上，既在数据中心的生命周期中，艾默生提供从需求—规划—实施与开通—运行—扩容—更新改造等阶段的全能之道。
在纵向经度上，艾默生是全球完成的网络能源端到端一体化解决方案供应商。
基于自有知识产权，艾默生专注于解决方案的一体化，致力于在全球提供先进和可靠的电源系统。
　　这个系统由以下有机部分组成：
　　　　备用发电机系统解决方案
　　　　低压配电自动切换系统解决方案
　　　　直流不间断供电系统解决方案
　　　　交流不间断供电系统解决方案
　　　　机房环境调节系统解决方案
　　　　动力设备、机房环境及安全监控解决方案
　　　　户外柜式机房整体解决方案

一、引言

随着科学技术的高速发展，现场总线在工业控制中的应用越来越广泛，当今，现场总线的种类繁多，如PROFIBUS、DeviceNet、CanOpen、AS-Interface等，而PROFIBUS作为目前比较流行的现场总线标准之一，已经在国内一些行业中广泛应用，基于PROFIBUS总线的设备也是每日剧增。而已有30年历史的PLC技术，发展至今，应用行业更是非常广泛，生产厂商举不胜举，如Siemens、Rockwell、GE、Schneider、欧姆龙、三菱、富士、松下等。

如今，如何实现各厂商PLC与各种现场总线设备之间的通讯，已经成为摆在人们面前的关键问题。本文以德国赫优讯自动化系统有限公司通讯模块RIF 1769/1788为例，介绍Rockwell AB PLC和PROFIBUS设备通讯的解决方案。由于赫优讯提供多种针对Rockwell 不同PLC型号的通讯模块，如用于CompactLogix和MicroLogix的RIF 1769-DPM（Profibus-DP master）和RIF 1769-DPS（Profibus-DP slave）、用于FlexLogix和DriveLogix的RIF 1788-DPM和RIF 1788-DPS、面向PanelView Plus和VersaView CE的PVIEW 50-PB、PVIEW 50-DPS、PVIEW 50-MBP（Modbus Plus）等。以下以赫优讯通讯模块RIF 1769-DPS为例，详细介绍如何实现西门子S7-300系列CPU315-2DP与罗克韦尔Compact Logix L35E CPU之间的通讯。

二、赫优讯RIF 1769模块简介

赫优讯作为“Rockwell Automation Encompass Program”积极成员，通过结合Rockwell自动化技术，在获得相应授权后，所研发的RIF 1769模块，主要用于扩展Rockwell自动化CompactLogix/MicroLogix系列产品功能，使其具有PROFIBUS总线接口，由于模块本身支持I/O控制和报文传输，因此在CompactLogix中集成了DPV0和DPV1。RIF 1769的硬件图如图1所以。

图1. RIF 1769的硬件图

RIF 1769模块作为标准的I/O模块，直接连接至Logix控制器中，通过Rockwell自动化配置软件RSLogix5000、RSLogix500等进行配置，从而实现PROFIBUS功能的扩展。

RIF 1769不仅具有从站模块RIF 1769-DPS，而且有主站模块RIF 1769-DPM，而作为从站模块，通过提供GSD文件，可很方便地集成到任何PROFIBUS主站网络中，通过模块上旋转开关设置站地址，从而实现与主站的连接。主站模块RIF 1769-DPM则通过赫优讯公司配置工具SyCon，实现PROFIBUS网络信息的配置，通过配套的诊断电缆，将配置信息保存至板卡Flash中。

三、通讯系统的构成

通讯系统由Compact Logix L35E、RIF 1769-DPS、PROFIBUS电缆、CPU 315-2DP构成，具体硬件结构图如图2所示，Siemens CPU 315-2DP作为DP主站，总线地址为2，通过STEP7进行PROFIBUS网络的配置，赫优讯RIF 1769-DPS作为 DP从站，总线地址为8（地址可通过拨码开关自行修改）；通过RSLogix 5000进行赫优讯RIF 1769-DPS模块的加载，并通过编写部分程序，实现数据交换。

图2. 系统硬件图

四、通讯系统的实现

通讯系统的实现过程，上述已经作了简要的阐述，以下将详细分析具体的实现过程，其中实现过程大体分为两部分，包括通过RSLogix 5000实现RIF 1769-DPS模块的加载和配置，以及通过STEP7 进行PROFIBUS的组网和配置。
1、 Compact Logix L35E CPU参数配置
A、 通过RSLogix5000软件，选择I/O模块RIF 1769-DPS
首先启动RSLogix 5000软件，创建新的工程，选择I/O Configuration子菜单CompactBus Local，右键加入新的模块，从图3中选择1769-MODULE。

图3. 模块类型选择

B、 通讯参数的设置
在模块类型选定后，需要对模块进行相关信息的配置，如图4所示。其中，需根据I/O模块的硬件插槽选择相应的插槽号，设定输入输出长度和配置信息的大小，具体的计算方法如表1所示。

图4. 参数配置

Connection bbbbbeter	Assembly Instance	Size (in Words)
bbbbb	101	68 + X ... 190
Output	100	2 + Y... 124
Configuration	102	32

表1. 参数信息

其中bbbbb Size至少为 68 Word，用来存储状态信息，X（X大为122）表示 PROFIBUS Output data长度；Output Size 至少要为2 Word，用来存储COMMAMD信息，Y （大为122）表示PROFIBUS bbbbb data长度。Configuration Size固定为32 Word。

2、 CPU 315－2DP参数配置

首先需导入RIF 1769-DPS的GSD文件至STEP7中，然后配置CPU 315-2DP，配置信息图如图4所示，其中需根据RIF1769-DPS的站地址设置相应的从站地址，根据RSLogix5000配置I/O参数是所设定的PROFIBUS 输入输出字节长度，配置相应的长度，本试验以输入输出长度均为32Word为例，进行配置。

图4. CPU 315-2DP配置信息图

五、通讯过程

整个系统的通讯通过编写程序实现，在RSLogix 5000中定义了输入、输出数组，通过数组来实现PROFIBUS设备与AB PLC进行数据的交换。首先通过RIF 1769-DPS模块的输入数据更新PROFIBUS设备的输入数据，然后根据读取设备及CPU的一些状态信息选择相应的数据进行交换，后是通过OUTPUT数组来更新PROFIBUS设备的输出数据。关于RIF 1769-DPS通讯的功能函数在我们的范例中都有详细说明。

六、结束语

本文通过赫优讯通讯模块RIF 1769-DPS为例详细介绍了如何实现AB LE35 CPU与Siemens CPU 315-2DP 之间的通讯，提供了一种Rockwell AB PLC和PROFIBUS设备通讯的解决方案，同时赫优讯针对AB PLC其它系列产品，还有更多的通讯模块，所有此类通讯模块都采用背板总线的连接方式连接至AB PLC，通讯稳定、可靠、使用方便。此解决方案已在工程项目中得到一定的应用，效果得到一致认可，具有很好的市场前景。