羅克韋爾AB控制系統(tǒng)的研究

王志偉

【摘要】選煤廠的高效生產(chǎn)離不開自動(dòng)化技術(shù)。本文通過對(duì)羅克韋爾AB控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，從羅克韋爾AB的組成及其軟件、硬件設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行了闡述，并對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行探討，實(shí)踐表明，效果良好，值得推廣。

【關(guān)鍵詞】控制系統(tǒng);設(shè)計(jì);軟件;效果

1羅克韋爾AB控制系統(tǒng)概述

1.1羅克韋爾AB控制系統(tǒng)組成

根據(jù)公司的工作任務(wù)及工藝流程，綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝的便捷性和各個(gè)配電設(shè)備的位置，需基于羅克韋爾AB控制系統(tǒng)建立如下分控制系統(tǒng)，分別包括有：塊煤車間控制分系統(tǒng)、重介壓力控制分系統(tǒng)、主洗車間控制分系統(tǒng)、桶位控制分系統(tǒng)、壓濾車間控制分系統(tǒng)、浮選車間控制分系統(tǒng)、濃縮車間控制分系統(tǒng)以及運(yùn)銷車間控制分系統(tǒng)等。此外，上述各分析均需為其配置遠(yuǎn)程監(jiān)控分系統(tǒng)對(duì)其實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。

1.2羅克韋爾AB控制系統(tǒng)設(shè)備組成

羅克韋爾AB控制系統(tǒng)是基于AB公司的1756系列PLC所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可劃分為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、PLC控制層以及監(jiān)控信息層。其中，PLC控制層作為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層和監(jiān)控信息層進(jìn)行通信和控制的中間紐帶，其通訊協(xié)議為工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議。為方便對(duì)控制系統(tǒng)功能的增加或減少，該通信協(xié)議下的數(shù)據(jù)發(fā)布接口均是以開放形式實(shí)現(xiàn)的。

監(jiān)控信息配置有三臺(tái)計(jì)算機(jī)，其中一臺(tái)為工程師站，用于工程師對(duì)控制系統(tǒng)程序的修改，在正常工作狀態(tài)，工程師站也可用于監(jiān)控使用。其余兩臺(tái)計(jì)算機(jī)全用來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，并為每臺(tái)計(jì)算機(jī)配置大型液晶顯示器。

2羅克韋爾控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

羅克韋爾AB控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。其中，硬件設(shè)計(jì)為對(duì)該系統(tǒng)PLC的選型設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)即為根據(jù)工藝流程設(shè)計(jì)相應(yīng)的流程圖。

2.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

羅克韋爾AB控制系統(tǒng)的硬件主要包括有MCC控制柜、PLC柜以及各種控制模塊、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)等。本文著重對(duì)PLC的選型設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。PLC的設(shè)

計(jì)需對(duì)其中各個(gè)模塊進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，包括有CPU模塊、通信模塊、模擬量輸入/輸出模塊、數(shù)字量輸入、輸出模塊等。

2.1.1CPU模塊設(shè)計(jì)

CPU作為PLC控制系統(tǒng)的核心，其對(duì)數(shù)據(jù)的處理性能直接據(jù)決定該P(yáng)LC控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制精確性。為選煤廠羅克韋爾AB控制系統(tǒng)中PLC控制器所配置的CPU模塊型號(hào)為1756-L61。該型號(hào)的CPU自帶有32MB的內(nèi)存和內(nèi)置的USB端口?；?756-L61CPU模塊使得兩PLC之間的通信可通過光纖電纜實(shí)現(xiàn)。

2.1.2PLC通信模塊的設(shè)計(jì)

PLC通信模塊作為整個(gè)羅克韋爾AB控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)界面與上層監(jiān)控界面通信的關(guān)鍵模塊。目前，可供PLC通信模塊選用的通信模塊包括有以太網(wǎng)、RIO、ControlNet等。通信模塊主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備層之間的數(shù)據(jù)交換，下位機(jī)與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換等。因此，綜合考慮各通信模塊的優(yōu)劣勢(shì)，羅克韋爾AB控制系統(tǒng)選用以太網(wǎng)通信模塊。

2.1.3PLC模擬量輸入/輸出模塊的選型

通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，壓力傳感器、料位計(jì)等所輸出的電流信號(hào)上傳至PLC模塊為模擬量;重介質(zhì)密度調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)閥門的開度大小進(jìn)行控制，該信號(hào)為模擬量輸出。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，羅克韋爾AB控制系統(tǒng)PLC配置的輸入/輸出模塊為1756-IF16、1756-OF8。此外，為了確保保證信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，為輸出/輸出模塊增設(shè)了相應(yīng)的安全柵。

2.1.4PLC數(shù)字量輸入/輸出模塊的選型

由于選煤廠工作現(xiàn)場(chǎng)煤塵濃度較高屬于爆炸性粉塵環(huán)境，為確保接觸可靠性，羅克韋爾AB控制系統(tǒng)中PLC的數(shù)字輸入模塊為1756IM16I，共有16路;配置的輸出模塊為1756-OW16I，共有16點(diǎn)常開輸出。上述數(shù)字量輸入/輸出模塊能夠減少中間繼電器的環(huán)節(jié)，一定程度上簡(jiǎn)化了接線，有利于作業(yè)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試、維護(hù)。

2.2系統(tǒng)軟件的選擇

選煤廠中羅克韋爾AB控制系統(tǒng)的軟件包含有監(jiān)控軟件和編程軟件?；诒O(jiān)控和編程軟件可實(shí)現(xiàn)對(duì)上位機(jī)人機(jī)接口的監(jiān)控，確保PLC邏輯功能的實(shí)現(xiàn)以及為控制系統(tǒng)內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)通信提供接口。

2.2.1編程軟件

選煤廠羅克韋爾AB控制系統(tǒng)所選用PLC控制器的型號(hào)為1756系列的PLC。因此，針對(duì)該系列PLC選用的編程軟件為RSLogix 5000系列的中文編程軟件。該編程軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中PLC的邏輯算法功能和邏輯組態(tài)功能，采用該編程軟件的優(yōu)勢(shì)在于，盡管系統(tǒng)中測(cè)點(diǎn)數(shù)量有變，但不需對(duì)整個(gè)系統(tǒng)程序進(jìn)行編譯。

2.2.2監(jiān)控軟件

羅克韋爾AB控制系統(tǒng)中的監(jiān)控軟件是RSview32組態(tài)軟件，該軟件能夠在win7的環(huán)境下運(yùn)行，具有較好的運(yùn)行實(shí)時(shí)性和開放性。

2.2.3通訊軟件

RSlinx為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接羅克韋爾軟件提供全套通訊服務(wù)，主要用于與第二方人機(jī)界面系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集、分析系統(tǒng)，客戶應(yīng)用軟件系統(tǒng)進(jìn)行通訊，支持多個(gè)應(yīng)用軟件同時(shí)與在不同網(wǎng)絡(luò)上的不同設(shè)備進(jìn)行通訊。

3羅克韋爾AB控制系統(tǒng)應(yīng)用效果

羅克韋爾AB控制系統(tǒng)的操作界面簡(jiǎn)單，便于作業(yè)人員掌握并熟練操作。此外，該控制系統(tǒng)增加了部分通信協(xié)議，可為系統(tǒng)配置各種通信接口。

羅克韋爾AB控制系統(tǒng)的電氣分系統(tǒng)采用先進(jìn)的集成電路技術(shù)和抗干擾技術(shù)，大大提升了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力。具體表現(xiàn)為：羅克韋爾AB控制系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)而言，大大減少了繼電接觸器的數(shù)量，從而有效降低了設(shè)備出現(xiàn)故障的概率。此外，羅克韋爾AB控制系統(tǒng)具有故障自檢、自排除功能，大大提升了系統(tǒng)的可靠性。

不論從羅克韋爾AB控制系統(tǒng)的硬件配置還是從其軟件集成而言均具有前瞻性，為今后系統(tǒng)的優(yōu)化提供了可靠的基礎(chǔ)。

4結(jié)語

選煤廠的日常生產(chǎn)所涉及的設(shè)備種類多，工藝流程復(fù)雜，需要先進(jìn)的集成控制系統(tǒng)為其服務(wù)。羅克韋爾AB控制系統(tǒng)從硬件設(shè)計(jì)和軟件配置具有一定的先進(jìn)性和前瞻性，能夠明顯提升企業(yè)的自動(dòng)化水平、工作效率及產(chǎn)品質(zhì)量。

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