基于ControlLogix的煉軋水處理分布式控制系統(tǒng)研究

摘 要：本文闡述了RSVIEW SE組態(tài)軟件的特點(diǎn)及使用方法，介紹了基于此組態(tài)軟件的邯鋼新區(qū)煉軋水處理分布式監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)，并深入探討了羅克韋爾公司的Allen-Bradley系列PLC與二級管理系統(tǒng)之間的通信。

關(guān)鍵詞：RSVIEW SE；水處理；控制系統(tǒng)；通信

前言

在整個煉鋼連鑄及熱軋生產(chǎn)過程中，水處理系統(tǒng)起著極其重要的輔助作用。煉軋水處理系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著整個煉軋生產(chǎn)項(xiàng)目的供水、回水處理等任務(wù)，在確保整個煉軋生產(chǎn)用水的同時，還需要最大程度節(jié)約新水的使用量。同時，整個煉軋水處理系統(tǒng)地域分布廣，監(jiān)控設(shè)備多。因此，采用傳統(tǒng)的PLC集中控制方式和DCS集散系統(tǒng)都存在多方面的缺陷，故采用分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制。美國羅克韋爾公司是世界知名的分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)的廠商。本文將闡述羅克韋爾公司的Allen-Bradley系列ControlLogix開發(fā)系統(tǒng)構(gòu)成，介紹邯鄲新區(qū)煉軋水處理分布式監(jiān)控系統(tǒng)框架，監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，并探討了煉軋水處理系統(tǒng)PLC與二級管理系統(tǒng)通信的程序設(shè)計。

1 ControlLogix系統(tǒng)概述

一個ControlLogix控制系統(tǒng)主要由四部分組成：ControlLogix處理器模塊，ControlLogix I/O模塊，ControlLogix通訊模塊和ControlLogix電源模塊。

2 邯鄲新區(qū)煉軋水處理分布式控制系統(tǒng)架構(gòu)

邯鄲新區(qū)煉軋水處理電氣室由主控樓和污泥處理系統(tǒng)電氣室組成。在主控樓設(shè)置PLC系統(tǒng)主站，在污泥處理系統(tǒng)電氣室設(shè)置遠(yuǎn)程I/O站，遠(yuǎn)程I/O站通過光纖網(wǎng)連接，組成統(tǒng)一的PLC控制系統(tǒng)，由主控樓控制室集中控制。整個煉軋水處理共11臺PLC控制器，6個操作站（采用RSView32人機(jī)接口軟件）。邯鄲新區(qū)煉軋水處理系統(tǒng)的硬件和軟件均采用羅克韋爾自動化公司產(chǎn)品，分布式控制系統(tǒng)架構(gòu)如圖1，主要硬件和軟件產(chǎn)品型號如下：

2.1 硬件型號

3 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

3.1 RSVIEW 32 組態(tài)軟件的特點(diǎn)

RSView32是由羅克韋爾開發(fā)的一種對自動控制設(shè)備或生產(chǎn)過程進(jìn)行高速、有效的監(jiān)視和控制的，以Windows NT為平臺的HMl人機(jī)接口軟件包。它是第一個在圖形顯示中利用ActiveX、Visual Basic Application、OPC（面向過程控制的OLE）的HMI產(chǎn)品，提供了監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集等必要的全部功能，并且使用方便。它是一個可擴(kuò)展性強(qiáng)、監(jiān)視性能高并有很高再利用性的監(jiān)控組態(tài)軟件包。此外，由于支持ODBC/OLE2.0，無需再購入其他圖形數(shù)據(jù)接口功能和數(shù)據(jù)庫存取功能的軟件，可大大節(jié)約開發(fā)時間和費(fèi)用。

3.2 基于RSVIEW 32的監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

RSview32軟件是一種易用的、可集成的、基于組件的組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)界面包括系統(tǒng)、圖形、警報、數(shù)據(jù)記錄、邏輯和控制幾個大項(xiàng)。

3.2.1 系統(tǒng)。系統(tǒng)中包含通道、節(jié)點(diǎn)、掃描類型、標(biāo)記數(shù)據(jù)庫、用戶帳號、啟動和命令行等內(nèi)容。在通道中選擇網(wǎng)絡(luò)類型和網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動。本水處理系統(tǒng)使用TCP/IP通道。在節(jié)點(diǎn)中設(shè)置各個PLC和服務(wù)器。本系統(tǒng)包含11個PLC子站和一個監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，都選擇OPC服務(wù)器作為數(shù)據(jù)源。標(biāo)記數(shù)據(jù)庫中記錄了監(jiān)控系統(tǒng)中的各個變量的標(biāo)記，在RSView32中，連接到PLC的標(biāo)記可以直接從PLC的標(biāo)記庫中導(dǎo)入，避免了重復(fù)定義，使用十分方便。

3.2.2 圖形。圖形菜單包含顯示、庫、參數(shù)和配方四個選項(xiàng)。所有的監(jiān)控界面的顯示界面都是在顯示項(xiàng)目下完成的。

3.2.3 警報。在警報項(xiàng)目中設(shè)置警報的存儲方式、存儲文件目錄和警報的嚴(yán)重程度等信息。并可以通過警報記錄查看器查看已發(fā)生的警報內(nèi)容。

3.2.4 數(shù)據(jù)記錄。在數(shù)據(jù)記錄中設(shè)置記錄的文件名稱、格式、路徑，記錄觸發(fā)的條件等信息。

3.2.5 邏輯和控制。在邏輯和控制項(xiàng)目中，可以設(shè)置一些衍生標(biāo)記，通過命令或宏來完成一些復(fù)雜的操作。RSVicw32中有一個強(qiáng)大的VBA IDE，可以用它為當(dāng)前RSVicw32項(xiàng)目創(chuàng)建VBA程序，根據(jù)需要定制和擴(kuò)展RSView32的功能。

4 PLC與二級管理系統(tǒng)通信的程序設(shè)計

由于A-B的PLC不能對自由接口進(jìn)行編程，所以水處理系統(tǒng)PLC與二級管理系統(tǒng)之間選用SST-PFB-CLX嵌入式模塊進(jìn)行通信。SST-PFB-CLX安裝在ControlLogix的背板上，通過背板總線和PLC進(jìn)行通信。在模塊和PLC控制器之間通過讀和寫輸入輸出映像區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。發(fā)送數(shù)據(jù)時，PLC通過寫輸出映像區(qū)將數(shù)據(jù)傳送到模塊，模塊程序再將數(shù)據(jù)傳送到以太網(wǎng)；接受數(shù)據(jù)時，模塊程序讀入以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)，PLC通過讀輸入映像區(qū)的數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)從模塊傳送到PLC。

該水處理系統(tǒng)PLC與加藥間之間的通訊，通過SST-PFB-CLX通訊模塊實(shí)現(xiàn)，且該水處理系統(tǒng)PLC作為從站，即SST-PFB-CLX只需接受數(shù)據(jù)。按圖2配置硬件屬性，圖3配置寄存器Local：2：C.Data。輸入數(shù)據(jù)可查看Local：2：I.Data[100]-[107]數(shù)據(jù)區(qū)，輸出數(shù)據(jù)可查看Local：2：O.Data[100]-[107]數(shù)據(jù)區(qū)。

使用SST-PFB-CLX進(jìn)行通訊時，RSLogix5000程序中需加入初始化程序，調(diào)試前去除Local：2：S.Data[2.0].0位。

5 結(jié)束語

分布式監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)省了大量電纜，增強(qiáng)了抗干擾能力；通過各種工藝參數(shù)歷史變化趨勢確定設(shè)備維修，降低了設(shè)備故障率和維護(hù)成本，保證了煉鋼連鑄及熱軋循環(huán)供水，最大程度節(jié)省了生產(chǎn)運(yùn)行成本。簡單易用和功能豐富的監(jiān)控界面使操作人員易于理解整個供水系統(tǒng)的工藝流程，能快速使用監(jiān)控軟件。本文中所實(shí)現(xiàn)的功能均已在邯鋼新區(qū)煉軋水處理項(xiàng)目中得到很好的應(yīng)用。該系統(tǒng)自2008年8月投入運(yùn)行以來，系統(tǒng)運(yùn)行正常，供水壓力和流量穩(wěn)定，廢水利用率高，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。

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作者簡介：李小燕，職稱：工程師，電氣工程及其自動化，自動化一部。