基于FactoryLink的SCADA在物流自动化系统的应用

基于FactoryLink的SCADA在物流自动化系统的应用The Application of SCADA based on FactoryLink for Logistics Automation System

摘要：大型成套物流自动化系统的监视控制和数据采集（SCADA）系统已成为近年来的重要技术支撑课题。本文以SCADA理论为基础，结合作者在广东邮政物流中心的工作实践，通过案例详细阐述了基于FactoryLink的SCADA体系结构、设计原理和主要应用，并对运用该技术方案构建局部乃至全省邮政物流自动化系统监控中心进行展望。

关键词：监视控制和数据采集，物流自动化系统，工业控制设备，FactoryLink

Abstract: It is a lately important technical supporting task for Supervisory Control and Data Acquisition（SCADA）system of large-scale Logistics Automation System. Basing upon SCADA theory and considering the author’s working practice in Guangdong Post Logistics Center, this paper by case detailedly expatiates the configuration, design principle and main application of SCADA based on FactoryLink. And it expects to use this technical scheme to construct the supervisory center for the partial of or even Guangdong Post Logistics Automation System.

Key Words:Supervisory Control and Data Acquisition,Logistics Automation System, Industrial Control Device, FactoryLink

1. 引言

20世纪90年代以来，随着我国现代物流中心的出现和发展，物流自动化系统的研究、设计和应用已成为现代物流领域的核心内容之一。凡从事大规模、多功能物流活动的场所即可称为物流中心。现代物流中心最主要的特征是依靠物流信息的科学运筹管理，通过系列化的先进物流技术支撑，实现及时化、信息化与智能化的物流服务操作与管理。物流自动化系统是现代物流中心中集光、机、电、信息技术于一体，合管理、控制和执行三大功能于一身的高科技系统设备，如自动分拣传输系统、自动识别系统、自动存取系统、自动化立体仓库巷道堆垛机、自动导引车系统等。

广东邮政现有十一个物流中心，基本上配备了包件分拣系统和悬挂输送系统等物流自动化系统。已于2001年7月投产使用的广州邮件处理中心是目前国内规模最大、技术最先进的现代邮政物流中心，主要大中型物流自动化系统有：包件分拣系统，信件分拣系统，扁平件分拣系统，信盒分拣系统，信盒输送系统，智能悬挂输送系统。即将在2005年建成使用的广州、深圳航空邮件处理中心作为中国邮政的重要航空枢纽，配备包件分拣系统、国际包件分拣系统和悬挂输送系统等大中型物流自动化系统。广

州槎头、云浦邮政物流中心正在规划研究之中。

物流自动化系统运作的基础是监控与采集包括数据、图表和指令在内的各种信息。作为现代物流信息化、自动化和网络化的关键交汇点，大型成套物流自动化系统的监视控制和数据采集（Supervisory Control and Data Acquisition，以下简称 SCADA）系统已成为近年来的重要技术支撑课题。

FactoryLink是美国USDATA公司专门针对SCADA而近年来设计提供的软件平台。

本文以广东邮政物流中心物流自动化系统为重点，详细阐述了基于FactoryLink的SCADA体系结构、设计原理和主要应用，并对运用该技术构建局部乃至全省邮政物流自动化系统设备运行监控中心进行展望。

2. SCADA理论基础

1956年，美国首先研究应用于军事上测试项目的计算机监视系统。作为比较典型的、具有代表性的计算机监视系统产品， SCADA系统随着电子技术、数据通信和计算机网络技术的发展，分为三个阶段：70年代前是第一代集中式监控系统，通过继电器进行扫描、报警及模数转换；70年代中至80年代中期是第二代微型计算机监控系统，基本采用集中式结构；80年代中至今是第三代分层分散型监控系统。

随着近年来计算机软件技术的发展，SCADA系统必然会朝着开放式发展，基于组态软件工具(如：FactoryLink，iFIX，Cimplicity，Think&do，InTouch和WinCC等)对物流自动化设备的SCADA系统进行开发设计应用已经成为计算机监控发展的潮流。

SCADA系统开放式连接方式有三种：一是标准通讯协议（如ARCNET, CAN Bus, Device Net, Lon Works, Modbus, Profibus等）方式，SCADA软件和硬件设备，只要使用相同的通讯协议，就可以直接通讯，不需再安裝其他驱动程序；二是标准资料交换接口方式，常用的有动态数据交换DDE (Dynamic Data Exchange)和过程控制的对象链接嵌入OPC (OLE for Process Control)，使用标准的资料交换接口，SCADA 软件以间接方式通过DDE 和OPC 内部资料交换中心 (Data Exchange Center)和硬件设备通讯；三是针对特定硬件和目标设计的绑定驱动 (Native Driver)方式，其执行效率比

使用其他方式的驱动高，但兼容性差，制造商必须针对每一种 SCADA 软件提供特定的驱动程序。

3. SCADA 体系结构

物流自动化系统SCADA 采用基于工业控制设备与计算机等硬件和FactoryLink 软件的体系结构。

3.1 SCADA 硬件组成

物流自动化系统SCADA 硬件包含下位机采集设备、上位机HMI （Human Machine Interface ）设备和现场输入输出设备。下位机采集设备为RTU （Remote Terminal Unit ）、FTU （Factory Terminal Unit ）、工控计算机或PLC （可编程控制器）等工业控制设备。上位机HMI 设备包括各种计算机、服务器。

以广州邮件处理中心包件分拣系统SCADA 为例，下位机采集设备包括MCPU （MAB CPU ）、GCPU （Ground CPU ）、VME （Versa Mould Eurocard ）、供件控制计算机（Induction PC ）和现场输入输出设备，上位机HMI 设备由监控计算机（Supervisory PC ）、分拣机计算机(Sorter PC)、登单控制计算机（Label PC ）组成。 图1 MCPU 、GCPU 与VME 组成结构示意图

如图1所示，MCPU 是一个带有智能处理器、直流电源和通信接口的电子驱动电路装置，通过GCPU 接收分拣机主控制系统的指令，发出模拟信号，对安装在分拣机小车上的直流马达及其相应电源进行控制，通过滑线接触方式传送数据；GCPU 是搭建VME 与MCPU 之间通信桥梁的电子电路装置；VME GCPU

Versa Mould Eurocard (VME)

滑线

接触 驱动马达

MAB-CPU