基于EtherN et /IP 網絡的工業交換機Stratix5700 溫度監控方法

李云豪

（廣西中煙工業有限責任公司南寧卷煙廠，廣西南寧 530001）

1 網絡架構介紹

南寧卷煙廠制絲車間各設備之間采用EtherNet /IP 協議的工業網絡進行通訊，主要通過PLC 組態雙網卡的方式建立雙層網絡，分別為監控網（193 網）和設備網（192 網）。如圖1 所示，其中監控網采用Stratix8000 交換機進行環形網絡拓撲結構組態，主要用于PLC 與PLC 之間，PLC 與上位機之間的通訊。設備網采用Stratix5700 交換機進行樹形網絡拓撲結構組態，主要用于PLC 與分布式IO，水分儀，變頻器等設備通訊。本論文的重點在于介紹設備網中Stratix5700 交換機的溫度監控方法，從而有效預防交換機超溫報警，導致設備大面積停機等故障隱患。

圖1 網絡結構圖

2 CIP 協議簡介

CIP 是一個端到端的面向對象并提供了工業設備和高級設備之間的連接的協議，CIP 有兩個主要目的，一是傳輸同I/O 設備相聯系的面向控制的數據；二是傳輸其他同被控系統相關的信息，如組態、參數設置和診斷等。

3 EtherNet /IP 網絡上建立連接

3.1 配置交換機

首次配置Stratix5700 交換機時，需要用針頭按下EXPRESS Setup 按鈕，Setup 燈閃爍說明交換機進入設置模式。然后使用電腦，將網線插入正在閃爍的網絡端口，將電腦IP 設置為自動獲取，通過網頁訪問http://169.254.0.1 進入交換機配置后臺，交換機初始賬號為admin，密碼為switch。進入交換機后臺，需要設置交換機IP，因交換機處于設備網，將其IP 設置為192.168.1.200。如圖2 所示，如果有其他需求，也可以進行設置，例如端口快速鏈接，環網配置等。

圖2 交換機后臺界面

3.2 AOP 軟件安裝

從官網下載AOP 軟件，如圖3 所示，并進行安裝，軟件將自動安裝EDS 描述文件，否則電腦無法通過RSLinx 查找到交換機設備，進而無法進行組態配置。

圖3 AOP 軟件下載

3.3 RSLinx 中的信息查看

將電腦IP 設置為192 網段，利用RSLinx 軟件通過新建一個EtherNet /IP驅動，可以自動獲取EtherNet /IP 網絡中硬件分布、IP 及硬件版本等信息，如圖4所示。若不在同一網段將無法在同一驅動連接下獲取該信息。

圖4 硬件組態信息

3.4 使用RSLogix 5000 進行組態

首先在硬件組態中添加Stratix5700交換機，硬件號為1783-BMS20CL，其中20 為端口數量，版本3.001、專用網絡IP必須與實際一致，否者組態會發生錯誤。如圖5 所示。

圖5 交換機組態信息

通過參數查看可以看到，需要的關鍵參數交換機溫度（Switch Temperture）也在組態信息中，因此可以通過CIP 網絡協議，使用MSG 指令對其進行采集。如圖6 所示。

圖6 交換機部分CIP 信息

3.5 使用RSLogix 5000 程序編寫

通過添加程序代碼，Logix PLC 采用RSLogix 5000 編譯軟件編程，MSG 功能塊可以直接讀取組態后的交換機中的數據。NET_AB_Stratix_All 程序塊可以通過官網程序示例獲得，如圖7所示，在建立標簽的時候，會建立多個數據類型為MESSAGE 結構的數據標簽，Path_to_Switch 路徑設置中，需要選擇對應的組態交換機，才能獲得該交換機的CIP 數據，部分MSG 指令參數設置如圖8，圖9 所示。

圖7 程序代碼

圖8 MSG 指令參數1

圖9 MSG 指令參數2

最后通過標簽查看程序塊中的參數，并找到實時溫度（Temperature）標簽，如圖10 所示，上位機通過訪問該標簽可以建立歷史趨勢圖。另外還可以在參數中找到端口占用，故障報警信息，CPU 運行時間等。

圖10 程序標簽

3.6 通過上位軟件制作HMI 趨勢

使用Intouch 軟件建立與PLC 之間的標簽通訊，網絡段選擇為監控網，將溫度值采集到上位系統中，并選擇記錄數據，如圖11 所示。最后制作成歷史趨勢，方便員工查看歷史曲線，分析設備故障。如圖12 所示。還可以通過設置上限與下限值，當超出預警值時，發出報警信號，提醒員工對其進行監控操作。

圖11 上位通訊點

圖12 趨勢圖

4 結論

此次技術改造所涉及的通訊，都建立在EtherNet /IP 網絡上，通過對交換機硬件組態，CIP 協議的數據獲取，將工業交換機的狀態實時采集到PLC 中，有利于對工業交換機的狀態監控以及故障分析，當交換機發生故障時，可以通過上位機及時查看相關信息，無需通過現場連接進行診斷分析，方便維修人員日常工作與維護，更是提升了工廠智能化、信息化的發展，更有利于設備穩定運行，更好地滿足了工藝需求。