浅谈罗克韦尔在水泥厂熟料生产系统中的应用.doc

浅谈罗克韦尔在水泥厂熟料生产系统中的应用罗克韦尔自动化的ControlLogix控制系统，改变了传统意义上PLC的 局限性，在快速简捷的顺序控制的基础上，增强了过程控制的能力，其单机系统 处理模拟量的能力已达4, 000路•并且引入了 DCS系统直观的组态方式•加之其 将过程控制，顺序控制，传动系统,通讯网络集成在一个统一的平台上，使系统的 开发，应用，维护成本大大降低，非常适合水泥厂熟料生产系统这种过程控制和 顺序控制相结合的应用系统的控制结构：1. 本控制系统方案采用的是分散控制，集中监视的结构.系统分为粉磨， 窑尾，窑头，粉磨，储存共五个现场控制站.各个现场控制站采用罗克韦尔自 动化高性能集成控制平台ControlLogix系统来实现并采用完全的双机热备方 案，即处理器、电源、框架、网络介质、通讯模块等全部按照1:1冗余配置CPU选用ControlLogix 1756-L55系列,运算速度极快，每K混合指令字（70% 布尔量，30%浮点运算）0.06毫秒，模拟量处理能力极强（单个处理器寻址可达 4000点），提供梯形图、功能图块、顺序功能流程图等多种灵活的编程风格2. 系统的切换完全采用硬件实现，即系统冗余模块1757-SRMC双槽位模块） 实现，两个冗余模块之间通过高速光纤1757-SRC1连接。

整个冗余的实现无需 任何编程工作，用户只需对其中一套控制器进行编程，并选择冗余选项，系统 一旦上电，程序就会自动交叉下装，无需人T干预系统采用完全的无扰动透 明切换技术，并支持不同的优先级设定，进一步保证高要求的控制切换万无一 失3. 系统I/O全部选用高性能的1756系列ControlLogix I/O,通过 1756-CNBR模块连接到冗余的Control Net网络ControlLogix I/O为高性能， 智能化I/O模块：•支持生产者/消费者通信模式，I/O模块仅在需要时产生信息，从而减轻处 理器负担，提高了系统效率•I/O模块种类丰富，满足各种控制信号要求，模拟量输入输出模块为16位 分辨率•高性能诊断I/O模块能够提供数字量及模拟量I/O掉线和无负载检测等， 大大方便了调试和维护人员•模拟量支持模块级的工程单位转换，双重高低报警时间标签记录•所有I/O无需硬件设置全部通过软件组态易于快速配置I/O系统•所有模块支持带电插拔能更容易，迅速有效的进行维护而几乎不影响整 个系统运行•所有模块都有闪速内存可由用户通过软件对模块进行升级4. 由于CONTROLLOGIX平台的开放性，简单插入相应的网络模块即可作为 与其他网络的网关，例如PROFII3US,插入PROFIBUS网卡，即可连接PROFIBUS现 场仪表。

5. 现场控制站通过冗余的ControlNet网络连接本地和远程I/O,进行确定 性实时控制各现场站间通过工业级的100M环形光纤以太网连接到中控室的监 控系统中，增强了系统的网络可靠性和响应速度6. 在中控室通过RSView32系统对现场站进行集中监视和管理•工程师站除了配RSVIEW32外，还装有RSLOGIX5000编程软件，提供编程和修改功 能，而且由于罗克韦尔三层网络的统一协议，软件可以对整个系统的硬件进行 硬件监视和故障诊断7. 生产和运行的数据通过EtherNet TC/PIP信息网络传送到企业的ERP系 统，并接收和执行由ERP系统下达的指令.系统配置图操作站生料质量PROFIBUS煤磨远程站MIS系统原料调配远程站100M环形光纤以太网水泥储存水泥粉磨烧成窑头窑尾及喂料原料粉磨PROFIBUS熟料储存远程站背板上的任何设备都能够系统构成描述1. ControlLogix控制系统ControlLogix系统是罗克韦尔自动化多种型号的控制器产品中功能最强大的一个系列，它将DCS与PLC的功能完美的结合在一起提供顺序控制，过程控 制，传动及运动控制的统-的控制平台，并结合高速，灵活的通讯和功能强 大的输入输出。

整个系统具有以下的特点：1.1.先进，高效，灵活的系统结 构-ControlLogix在整个系统中都设计有通讯功能传统的控制系统是采用典型 的主从模式单个设备（例如CPU模块）主宰整个总线并控制所有的数据传输 当控制器或总线仲裁者失效时，整个网络瘫痪CONTROLLOGIX系统的背板是一 种高性能的无源多主总线ControlBuSo这是因为CONTOLLOGIX背板的设计打破 了传统的主从方式，革命性地引入了 C0NTR0LNET网络中的生产者/消费者模式 CONTROLBUS为同一机架上的模块间传递信息包这样一来，就不再需要一个控 制器或仲裁器来充当底板控制器，与任何其他设备通讯而无需控制器的干预从而有了如下特色：I/O模 块可以以灵活的方式（逢变则报，周期性）可以任意排列和配置任意数量的处 理器维修故障模块时，系统的1・2・强大的处理器一ControlLogix控制系 统的控制器 Logix5550 ControlLogix 使用 Logix5550 作为处理器，Logix5550 控制器是签寻址方式多任务系统支持多维数组和用户定义数处理 器，即可将内存从512KB扩至7.5Mo -控制能力可达数字• 1K指令仅需0・08 毫富的指令系统，除AB原有的丰富指令集外，• lLogix采用了动态内存分 配技术，CLX并不性能。

发布自己的信息，处理器不再巡检I/O,而专注于控制机架中不同类型网络模块间的数据传输是透明的，不需要CPU控制器的参与可以带电插拔任何模块其余部分照常运行32位总线的控制器作为高性能的处理器，Logix5550具有丰富的特点和 功能・易于使用的标•符合IEC 1131-3的操作系统提供定义多达32个不同任务，满足控制不同对象及T艺的要求•强大的数 据据结构•无需更换•可与不同类型网络模块匹配同时连接ETHERNET,CONTROLNET, DEVICENET, PROF I BUS等网络强大的I/O处理能力单个控 制器的量12,8000点，模拟量4000点高速程序及数据处理能力，秒•丰还包含有各种运动控制及过程回路控制指令集Contro限制用户使用多少程序、多少数据、多少定时器、多少计数器等等，用户 只受一个总的内存限制，这也就是说，如果在某一个应用程序中，用户可以 将本来分配给程序的内存空间分配给数据，反之也然，这就在很人程度上节 省了内存开销，提高了程序运行的效率•可靠的控制工作温度：0- 60°C储存温度：-40- 85°C相对湿度：5 — 95% （无冷凝）通过软件即可经过如下认证：ted 1.3. 易用的高功能，智能化的输入输出模块ControILogix I/O为高性能，智能化 I/O模块：仅在需-类丰富，满足各种控制信号要求，模拟・・模块级的工 程单位转换，双重高低・部通过软件组态。

易・能通过软件复位，无需带电插拔能更容易，迅速有效・不回厂的isted系2.网络系统罗克韦尔自动化 提供开放的完整的丁业控制网络信息层网络（二级系统）,使计算机系统存取牛• Iegix5550采用闪速内存，用户只需将处理器升至最新版本•所有ControlLogix处理器都CSA Certified, CSA Class I, Division 2, Group A,B, C, D UL Lis・支持生产者/消费者通信模式，I/O模块要时产生信息，从而减轻处理器负担，提高了系统效率I/O模块种量输入输出模块为16位分辨率1756-IF6ICIS模块既能够提供6通道的通 道间隔离的模拟量输入，而且能为二线制变送器提供电源高性能诊断I/O模 块能够提供数字量及模拟量I/O掉线和无负载检测等，大大方便了调试和维护人员模拟量支持 报警时间标签记录所有I/O无需硬件设置全于快速配置I/O系统带电了熔断的输出模块更换保险丝・所有模块支持的进行维护而几乎不影响整个系统运行所有模块都有闪速内存用 ConttolFlash 工具，在情况下，可由用户对所有模块升级至最新版本这可以更好更灵活地控制 库存和备件。

•所有ControlLogix处理器都经过如下认证：CSA Certified, CSA Class I, Division 2, Group A,B, C, D UL L处理器及I/O模块具体参数详见附件〈〈CONTROLLOGIX统综述〉〉O系统，它允许用户将不同生产厂家的控制设备互相连接并在标准的工业网络来共享数据如前所述，罗克韦尔口动化的网络结构的开放性包括从工厂的 底层到控制层到信息层的三层结构：产现场的数据并提供可编程设备的支持PDS（programmable device support）控制层网络，完成智能化的高速的实时 控制，设备层网络，提供与工厂现场的大量设备的高克韦尔自动化提供以上 层面的完整的网络结构据此项目的要求，我们运用了 ControlNet（控制 网）Control Net网络Control Net是一种高性能的丁业局域网，具有如卜主开 放性由AB公司开发,现已将其完全公开，并由网络模式定的传输要求，网络波 特率并共享数据和信息包括：控制和监视设备的协调，操作员接口，远程 设备的组态，编程，和故障处理速数据采集，并极大地减少接线罗包括设备层网络：DeviceNet （设备网），控制层网络：ControlNet （控制 网），和信息层网络Ethernet （以太网）。

根作为一级控制系统的主干网以及以及与二级系统Ethernet （以太网）的接口要特点:ControlNet 最初Control International国际组织负责管理，口前已有上百家公司成为该 组织的成员ControlNet已成为T业自动化领域的标准网络网络标准为 IEC61158・这种标准化带来的好处就是使得用户可以选择不同的设备供应商来 提供他们最好的设备，而这些设备可以通过标准化的网络联系在一起，协调 有序地工作随着芯片技术、网络技术和软件技术的发展，用户对自动化的要 求越来越高，现代的自控系统己经不再是传统的单机应用，在一个现代化的 自控系统中，已经不再可能完全由某一家公司提供全部的设备，即便某家公 司有这个能力，他所提供的产品也未必都是最好最合适的，这就不可避免的 要使用到不同厂家的产品，用户在设计之初，必须选择一个具有广泛支持的 标准化网络，只有这样，所有的设备才能很好地集成为系统，而ControlNet 是用户最好的选择•高效率下一世纪的控制网络要实现高速确已经不再是主要因素，网络模式成为决定网络效率的关键o ControlNet采 用了全新的网络模式，即生产者/消费者(PRODUCER/CONSUMER)模式，传统的 网络模式采用的是源/冃的模式，每发送一个信息就需要一个确定的源/冃的 地址数据包，这种模式的最大弊病在于不确定性，同样的信息如果要传输到 网络上多个节点，必须重复传输多次，这极大地浪费了网络带宽，降低了网 络效率，而采用生产者/消费者模式,网络不需要单独的源/目的地址,代 之以数据标识，因此不同的消费者(信息接收者)可以根据数据标识同时接 收来口生产者（信息产生者）的信息，如果某些信息是它所不需要的，它 可以忽略，而只处理那些它所需要的信息，这种全新的网络模式是对传统的 网络模式的革命，它极人地提高了网络的效率。

该模式同时也被DEV ICENET和 FOUNDATION FIELDBUS所采用，代表了下一代网络的趋势•多功能采用了全 新的生产者/消费者的信息的传主从。