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ControlLogix系統(tǒng)是基于羅克韋爾三層網(wǎng)絡(luò)體系建立起來的一種控制平臺(tái),它將系統(tǒng)中所有單元模塊化,并且可以根據(jù)應(yīng)用程序的需要選擇適當(dāng)?shù)膬?nèi)存,控制器的數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)類型,在實(shí)際應(yīng)用中很是方便。黃驊港裝卸設(shè)備控制系統(tǒng)采用ControlLogix5555控制器,系統(tǒng)中包括高速計(jì)數(shù)模塊1756-HSC, 以太網(wǎng)模塊1756-ENET,控制網(wǎng)模塊1756-CNET,遠(yuǎn)程模塊1756-DHRIO,模擬量輸入/輸出模塊,數(shù)字量輸入/輸出模塊。ControlLogix5555控制器是整個(gè)控制系統(tǒng)核心,負(fù)責(zé)整個(gè)設(shè)備工藝流程控制和數(shù)據(jù)處理。
ControlLogix5555控制器具有以下新的特性:
1) 易于操作編程軟件RSlogix5000
RSLogix5000是ControlLogix控制器的組態(tài)和編程軟件,在編程軟件RSlogix5000中,它引入了全新的數(shù)據(jù)組織形式----Tag(數(shù)據(jù)標(biāo)簽),Tag的使用不僅可以很方便對(duì)模塊進(jìn)行組態(tài),而且建立在對(duì)槽直接命名基礎(chǔ)上標(biāo)簽命名很容易上手,基本上避免因?yàn)殡y記機(jī)架命名給程序編程帶來不便,由于羅克韋爾產(chǎn)品的延續(xù)性,對(duì)于熟悉RSlogix5 或 RSlogix500的技術(shù)人員,經(jīng)過簡(jiǎn)單培訓(xùn)就可以掌握ControlLogix 系統(tǒng)的編程,并且還支持將PLC 5和SLC 5的梯形圖轉(zhuǎn)化為ControlLogix的梯形圖,使系統(tǒng)改造周期大大縮短。
2) 先進(jìn)通訊模式(生產(chǎn)者/消費(fèi)者)在系統(tǒng)中應(yīng)用,使得ControlLogix 系統(tǒng)工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他控制器。
3 主要I/O模塊功能介紹
3.1 DH+和遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)通訊模塊1756-DHRIO
DH+是一種工業(yè)局域網(wǎng),它通過網(wǎng)絡(luò)媒介(實(shí)際上的網(wǎng)線)連接計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備并使它們能建立通訊的一個(gè)協(xié)議,用于支持工廠應(yīng)用工程的遠(yuǎn)程編程。而遠(yuǎn)程I/O則是將控制器和遠(yuǎn)程I/O機(jī)架和一批智能設(shè)備,如人機(jī)界面等以串行鏈路連接。本系統(tǒng)通過遠(yuǎn)程I/O與觸摸屏Panelview 1000 進(jìn)行連接,進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
組態(tài)該模塊時(shí),可選擇通道A和通道B網(wǎng)絡(luò)的通道模式,當(dāng)兩通道模式都為DH+時(shí),Logix5555不生成模塊定義數(shù)據(jù)類型,當(dāng)有一個(gè)通道模式為RIO時(shí),Logix5555生成模塊定義數(shù)據(jù)類型:AB:1756-DHRIO:I:O
3.2 高速計(jì)數(shù)模塊1756-HSC
本系統(tǒng)采用ControlLogix系統(tǒng)的1756-HSC高速計(jì)數(shù)模塊作為行走編碼器計(jì)數(shù)器,循環(huán)計(jì)數(shù)值設(shè)為166777214,采用X1模式,在編碼器X1模式中,通過通道A和通道B相位來決定計(jì)數(shù)的方向,當(dāng)通道B比通道A超前 900時(shí),1756-HSC高速計(jì)數(shù)模塊計(jì)數(shù)增加且在通道A上升沿開始計(jì)數(shù),當(dāng)通道B比通道A滯后 900時(shí),1756-HSC高速計(jì)數(shù)模塊計(jì)數(shù)減少且在通道A下降沿開始計(jì)數(shù),此外,1756-HSC高速計(jì)數(shù)模塊組態(tài)和I/O模塊一樣的簡(jiǎn)單,模塊的特性設(shè)定可以在編程軟件RSLogix5000中對(duì)標(biāo)簽編輯器的標(biāo)簽值直接進(jìn)行修改,接著在程序中使用CIP通用的MSG指令對(duì)該模塊二次組態(tài)。
3.3 以太網(wǎng)模塊1756-ENET
以太網(wǎng)造價(jià)低(以太網(wǎng)卡和通訊電纜的價(jià)格相當(dāng)?shù)牡土⑺俣瓤欤?0Mb-100Mbs)、通用性強(qiáng)(TCP/IP一種通用協(xié)議),操作簡(jiǎn)單易學(xué)。它具有以下優(yōu)點(diǎn):
支持AUI和10Base T介質(zhì)(RJ45水晶頭)
使用標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議
支持與同一機(jī)架上其他通訊模塊網(wǎng)關(guān)級(jí)通訊
支持帶電插拔
3.4 控制網(wǎng)模塊1756-CNET
控制網(wǎng)是一種高速確定性網(wǎng)絡(luò),用于對(duì)時(shí)間要求比較苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的信息傳輸,他為對(duì)等通訊提供實(shí)時(shí)控制和報(bào)文服務(wù)。本系統(tǒng)采用1756-CNET模塊專門用來連接控制網(wǎng)的通訊模塊,它的地址范圍為01~99,他支持64個(gè)雙向連結(jié),這些連接可以是預(yù)定型的,也可以是非預(yù)定型的,或者兩者都有。這樣裝卸設(shè)備就可以和中央控制系統(tǒng)之間進(jìn)行信息傳輸,由于控制網(wǎng)采用了當(dāng)前生產(chǎn)者/消費(fèi)者模式,保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性,準(zhǔn)確性。為裝卸設(shè)備全自動(dòng)操作提高有力的保障
4.1 ControlLogix5555控制器(1756-L1) :該系統(tǒng)控制核心,按照事先裝載好的程序,對(duì)輸入模塊提供的各種信號(hào)進(jìn)行邏輯判斷和算術(shù)計(jì)算,并根據(jù)中控室或操作人員的控制命令,控制輸出模塊 。1756-L1主要具有以下功能:
4.1.1 RS232(通道A)和DH+(通道B)接口:由于RS232串口通訊速度較慢,本系統(tǒng)采用以太網(wǎng)模塊通過網(wǎng)絡(luò)媒介(網(wǎng)線)與編程器連接,實(shí)現(xiàn)在線編程. 遠(yuǎn)程I/O通道B接口通過1747-ASB適配器和通訊電纜分別與司機(jī)室操作臺(tái)、觸摸屏連接,實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作和半自動(dòng)操作。
4.1.2 LED燈指示:顯示控制器的各種狀態(tài),主要包括RUN(運(yùn)行)、FLT(故障)、BATT(電池)、FORCE(強(qiáng)制輸入/輸出指示)、DH+和RS232通道指示。
4.1.3 鑰匙開關(guān):通過撥動(dòng)鑰匙開關(guān)可以選擇RUN、PROG、REM三種模式的一種
4.2 輸入模塊:用來接收和采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的輸入信號(hào),包括由按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)等的開關(guān)量輸入信號(hào)和電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器等送來的連續(xù)變化的模擬量輸入信號(hào)。
高速計(jì)數(shù)模塊:1756-HSCE對(duì)行走編碼器脈沖輸入信號(hào)進(jìn)行精確的計(jì)數(shù),計(jì)算大機(jī)行走距離,然后通光纜傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng),實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作。
4.3 輸出模塊:用來向各執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出控制信號(hào),包括向接觸器、電磁閥、指示燈、開關(guān)等輸出的數(shù)字量輸出信號(hào)和向調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置輸出的模擬量輸出信號(hào),進(jìn)而驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器,達(dá)到自動(dòng)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的目的。
該電站原循環(huán)水控制系統(tǒng)采用循環(huán)水控制室手動(dòng)控制。隨著生產(chǎn)運(yùn)行水平的不斷提高,原控制系統(tǒng)難以達(dá)到現(xiàn)代化生產(chǎn)運(yùn)行的要求。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行水平,完善聯(lián)鎖保護(hù)控制功能,提高運(yùn)行人員工作效率,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化生產(chǎn)與管理水平的高標(biāo)準(zhǔn)、高要求,我們對(duì)原循環(huán)水系統(tǒng)控制進(jìn)行了技術(shù)改造。
循環(huán)水控制系統(tǒng)總體改造設(shè)計(jì)方案
該電站循環(huán)水系統(tǒng)共設(shè)有四臺(tái)循環(huán)水泵。每臺(tái)機(jī)組有A、B兩臺(tái)循環(huán)水泵,均采用母管制供水,雙泵并聯(lián),入口聯(lián)通,互為備用,如圖1所示。
圖1:電站循環(huán)水系統(tǒng)圖。 系統(tǒng)主要對(duì)循環(huán)水泵、濾網(wǎng)及其出口的蝶閥進(jìn)行控制,其I/O點(diǎn)數(shù)為300多點(diǎn),要求實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、程序控制等功能,同時(shí)電站控制室內(nèi)保留少量的后備儀表和主要的操作開關(guān),并將數(shù)據(jù)通過光纜傳送至操作員站。能實(shí)現(xiàn)通過CRT對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行控制。系統(tǒng)設(shè)有必要的手操開關(guān),當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),不影響設(shè)備的手動(dòng)運(yùn)行。
總體改造內(nèi)容如下:
(1) 根據(jù)循環(huán)水泵投運(yùn)、起停及聯(lián)鎖要求將循環(huán)水泵控制室相關(guān)控制監(jiān)視及操作信號(hào)送入改造后的循環(huán)水泵控制系統(tǒng)。
(2) 保留原動(dòng)力柜,系統(tǒng)只接受電源掉閘信號(hào)。
(3) 所有泵、濾網(wǎng)等起停開關(guān)均設(shè)計(jì)在操作員站人機(jī)界面上,同時(shí)在電站集控室保留部分重要操作開關(guān)。
(4) 在循環(huán)水系統(tǒng)控制室及現(xiàn)場(chǎng)水泵房安裝攝像設(shè)備,以監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀況,并將視頻信號(hào)送入工程師站和操作員站中。
(5) 所有開關(guān)量與模擬量信號(hào)通過可編程控制器送入工程師站,并通過光纜及以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)讲僮鲉T站。