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罗克韦尔自动化ControlLogix系统在水泥厂自动化系统中的应用

罗克韦尔自动化ControlLogix系统在水泥厂自动化系统中的应用

2006/6/12 10:25:00
水泥熟料生产自动化系统是一个过程控制,顺序控制与传动控制集成的应用.如果完全由DCS系统组成的.其系统的投资成本,维护,升级换代,开放性等,对用户都是比较大的负担.如果采用DCS系统,PLC系统和传动系统相结合的方式,由多个不同厂商提供的,对客户来说在系统的集成,售后服务,备品备件的方面都会遇到很多的问题。 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-SRM(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,无需人工干预。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ControlNet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PROFIBUS,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.工程师站除了配有RSVIEW32外,还装有RSLOGIX5000编程软件,提供在线编程和修改功能,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一的控制平台,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ControlBus。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CONTROLNET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--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。可系统。支持多维数组和用户定义数处理器, 即可将内存从512KB 扩至7.5M。• 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工艺的要求。• 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,PROFIBUS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, 这就在很大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℃ 储存温度: -40- 85℃ 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ControlLogix 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工业控制网络信息层网络(二级系统), 使计算机系统存取生 • Logix5550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。带电子熔断的输出模块 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ControlFlash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<> 。 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, 罗克韦尔自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)ControlNet 网络ControlNet是一种高性能的工业局域网, 具有如下主开放性由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, 目前已有上百家公司成为该组织的成员。ControlNet 已成为工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
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