[font=楷體_GB2312]本文介紹了運(yùn)用ControlLogix系統(tǒng)對(duì)焦?fàn)t除塵自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并提供了設(shè)計(jì)系統(tǒng)的思路及方法，從而使用戶進(jìn)一步了解ControlLogix系統(tǒng)的特點(diǎn)。[/font] 1.引言 隨著工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，工業(yè)自動(dòng)化已經(jīng)滲透到各行各業(yè)的生產(chǎn)當(dāng)中。羅克韋爾自動(dòng)化公司的自動(dòng)化產(chǎn)品十幾年來(lái)在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是ControlLogix系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用到全國(guó)各行業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中。本文介紹了焦?fàn)t的部分除塵系統(tǒng)的工藝流程并應(yīng)用ControlLogix系統(tǒng)對(duì)該系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 2.基本工藝 該工程是某化工廠焦?fàn)t工程的裝煤和出焦除塵系統(tǒng)。由于在裝煤過(guò)程中及出焦過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量灰塵及有害氣體，必須通過(guò)除塵系統(tǒng)將它們凈化，從而減少它們對(duì)環(huán)境的污染。 該系統(tǒng)分為裝煤和出焦除塵系統(tǒng)。裝煤除塵系統(tǒng)是在裝煤過(guò)程中啟動(dòng)其除塵設(shè)備，出焦除塵系統(tǒng)在出焦過(guò)程中啟動(dòng)其除塵設(shè)備。 除塵系統(tǒng)大致可分為風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、清灰系統(tǒng)和輸灰系統(tǒng)。 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)包括高壓風(fēng)機(jī)、液力偶合器、風(fēng)機(jī)入口閥、水冷系統(tǒng)以及保護(hù)風(fēng)機(jī)的監(jiān)測(cè)儀表（軸承溫度、電機(jī)定子溫度、軸承震動(dòng)、液力偶合器進(jìn)、出油溫度，壓力等）；清灰系統(tǒng)由停風(fēng)閥，脈沖控制閥，倉(cāng)壁振動(dòng)器，雙層排塵閥組成；輸灰系統(tǒng)由刮板機(jī)和斗式提升機(jī)組成。 當(dāng)開(kāi)始裝煤時(shí)，風(fēng)機(jī)的液力偶合器運(yùn)行至高位，風(fēng)機(jī)進(jìn)入高速運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)進(jìn)入強(qiáng)除塵狀態(tài)；當(dāng)停止裝煤時(shí)，清灰系統(tǒng)啟動(dòng)，系統(tǒng)進(jìn)入清灰狀態(tài)，同時(shí)風(fēng)機(jī)的液力偶合器運(yùn)行至低位，風(fēng)機(jī)進(jìn)入低速運(yùn)轉(zhuǎn)；輸灰系統(tǒng)則一至運(yùn)轉(zhuǎn)，避免由于頻繁啟動(dòng)而損壞設(shè)備。 3. 系統(tǒng)配置 ControlLogix控制系統(tǒng) ControlLogix控制系統(tǒng)以微處理器為核心，把先進(jìn)的控制技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、CRT技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)儀表有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的集中監(jiān)視、集中操作和分散控制，為生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的保證。由于該系統(tǒng)的內(nèi)存量、控制器個(gè)數(shù)和網(wǎng)絡(luò)類型可以根據(jù)具體應(yīng)用來(lái)選擇，所以相對(duì)于其他可編程控制系統(tǒng)而言，其結(jié)構(gòu)更加靈活，使用更為方便。它能夠完成各工藝設(shè)備的電氣自動(dòng)控制和操作、順序邏輯控制、儀表模擬量監(jiān)控、回路調(diào)節(jié)等功能；同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程信息進(jìn)行檢測(cè)、記錄及數(shù)據(jù)的初步處理，執(zhí)行設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)控制及工藝過(guò)程自動(dòng)調(diào)節(jié)、越限報(bào)警等功能。 本控制系統(tǒng)主要包括： 1） ControlLogix控制系統(tǒng)的控制器Logix5555 Logix5555控制器是32位總線的控制器。它可以安裝于框架內(nèi)的任何槽位每個(gè)框架可安裝多個(gè)控制器，該控制器不僅可以控制和組態(tài)本地框架內(nèi)的輸入輸出模板，還可以控制和組態(tài)網(wǎng)絡(luò)上任何遠(yuǎn)程框架上的輸入輸出模板。另外，Controllogix系統(tǒng)具有極強(qiáng)的模擬量和回路調(diào)節(jié)處理能力，先進(jìn)的Producer/Consumer通訊和多任務(wù)控制模式，使回路調(diào)節(jié)的實(shí)時(shí)性更強(qiáng)，I/O通訊速度更快。 2） 控制網(wǎng)絡(luò)ControlNe 　Controllogix控制系統(tǒng)的ControlNet網(wǎng)打破了PLC系統(tǒng)傳統(tǒng)的Souce-Destination（源-目的地）的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和巡檢的通訊模式，而采用了現(xiàn)進(jìn)的Producer-Consumer（生產(chǎn)-消費(fèi)）的通訊模式。其支持計(jì)劃性信息和非計(jì)劃性信息的傳輸，用ControlNet取代了以往多種主控網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)的功能。并具備了對(duì)實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)傳遞的確定性，可重復(fù)性和實(shí)時(shí)性要求。ControlNet和ControlLogix框架的連接由模板CNB或CNBR來(lái)實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)用75Ω同軸電纜組成，網(wǎng)絡(luò)每段最大傳輸距離1000M，段與段之間用中繼器可以延伸網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率達(dá)到5M/秒，既可以組成單獨(dú)通訊網(wǎng)絡(luò)，也可以組成冗余通訊網(wǎng)絡(luò)。ControlNet網(wǎng)絡(luò)配置的特點(diǎn)是無(wú)論是CPU框架還是遠(yuǎn)程擴(kuò)展框架均由CNB（CNBR,冗余配置）模塊掛在ControlNet網(wǎng)絡(luò)上，然后由軟件進(jìn)行管理擴(kuò)展模塊的歸屬，這一特點(diǎn)使網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展和走線十分靈活。 3） I/O模板: 本系統(tǒng)的I/O模板有以下模塊組成： （1）1756-IB32, 32路隔離直流數(shù)字量輸人模板，接收來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。 （2） 1756-OB16E, 16路隔離數(shù)字量直流24V輸出模板，用于控制中間繼電器線圈。 （3）1756-IF16，16路單端或8路差分輸入模板，接收來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置的電流或電壓信號(hào)。 （4） 1756-IR6I，6路隔離的熱電阻輸入模板，用于接收現(xiàn)場(chǎng)的熱電阻的溫度信號(hào)。 4） 人機(jī)界面 人機(jī)接口操作系統(tǒng)硬件由工控機(jī)和和內(nèi)置的1784-PCIC卡組成。軟件主要有組態(tài)編程軟件Logix5000，通訊軟件RSLinx，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)軟件RSNetworx,畫(huà)面監(jiān)控軟件RSView32，每臺(tái)上位機(jī)同時(shí)具備操作站和工程師站功能，可在線切換。RSView32提供友好的人機(jī)界面和方便的操作方式。畫(huà)面包括：流程畫(huà)面、趨勢(shì)顯示、報(bào)警顯示、報(bào)表畫(huà)面等標(biāo)準(zhǔn)功能畫(huà)面。操作站/監(jiān)視站與ControlLogix系統(tǒng)之間以O(shè)PC的方式通訊。 ControlLogix控制系統(tǒng)硬件配置如圖1所示。 [align=center] 圖1 系統(tǒng)硬件配置圖[/align] 4 軟件設(shè)計(jì) 在RSLogix5000程序設(shè)計(jì)中，程序設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，即一個(gè)設(shè)備一個(gè)子程序塊，設(shè)備的邏輯控制，故障判斷，人機(jī)界面中顯示，都設(shè)計(jì)在該子程序中，模擬量處理單獨(dú)一個(gè)子程序，特殊功能采用專用子程序。所有的這些子程序在主程序中調(diào)用。每個(gè)設(shè)備程序都非常清晰，在進(jìn)行設(shè)備維護(hù)時(shí)，可以快速的找到相關(guān)設(shè)備，非常容易查找設(shè)備故障原因，提高了設(shè)備維護(hù)效率，從而提高生產(chǎn)效率。 如圖2所示： [align=center][IMG=在RSLogix5000編程軟件中程序結(jié)構(gòu)]/uploadpic/tech/2008/1/2008012216253495661X.jpg[/IMG] 圖2 在RSLogix5000編程軟件中程序結(jié)構(gòu)[/align] 在RSView32設(shè)計(jì)中，為了方便用戶，設(shè)計(jì)了設(shè)備狀態(tài)畫(huà)面，用于檢查設(shè)備狀態(tài)是否正常，設(shè)計(jì)了啟動(dòng)條件畫(huà)面，用于檢查條件是否滿足。在啟動(dòng)條件畫(huà)面及設(shè)備狀態(tài)畫(huà)面中，紅色圓圈表示條件滿足，綠色則表示條件不滿足。如圖3所示： [align=center][IMG=在RSVIEW 32人機(jī)界面軟件中畫(huà)面]/uploadpic/tech/2008/1/20080122162710422855.jpg[/IMG] 圖3 在RSVIEW 32人機(jī)界面軟件中畫(huà)面[/align] [align=center] 圖4 在RSVIEW 32中的操作面板[/align] 圖4這兩個(gè)分別是裝煤除塵和出焦除塵的操作面板，系統(tǒng)的操作是通過(guò)它來(lái)完成的。當(dāng)前裝煤除塵操作面板顯示了面板上的所有按鈕，當(dāng)前出焦除塵操作面板上有系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕未顯示。這是提醒操作員，當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)條件不滿足時(shí)，不能啟動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)條件滿足時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕就顯示出來(lái)，操作員才可以啟動(dòng)系統(tǒng)。同樣，當(dāng)處于輸灰自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，輸灰手動(dòng)啟動(dòng)按鈕和輸灰手動(dòng)停止按鈕，就不顯示了。按鈕紅色表示當(dāng)前的狀態(tài)。例如圖所示，禁止自動(dòng)按鈕是紅色，則表示當(dāng)前是處于禁止自動(dòng)的狀態(tài)。 在畫(huà)面中，設(shè)計(jì)以下基本符號(hào)來(lái)表示設(shè)備的狀態(tài)。 符號(hào)表示帶雙限位的氣動(dòng)閥門,它有以下幾種狀態(tài)： ○1灰色表示氣動(dòng)閥不動(dòng)作,也不在限位上的狀態(tài)；○2紅色閃爍表示氣動(dòng)閥處于正在打開(kāi),還沒(méi)有到達(dá)限位的狀態(tài)；○3紅色表示氣動(dòng)閥處于打開(kāi)狀態(tài),并已經(jīng)到達(dá)限位的狀態(tài)；○4綠色表示氣動(dòng)閥處于關(guān)閉狀態(tài),并已經(jīng)到達(dá)限位的狀態(tài)； ○5黃色閃爍表示氣動(dòng)閥處于故障狀態(tài)。 在本系統(tǒng)中,它表示雙層排塵閥和非常閥。 符號(hào)表示帶雙限位的電動(dòng)閥門,它有以下幾種狀態(tài)：○1灰色表示電動(dòng)閥不動(dòng)作,也不在限位上的狀態(tài)；○2紅色閃爍表示電動(dòng)閥處于正在打開(kāi),還沒(méi)有到達(dá)限位的狀態(tài)；○3紅色表示電動(dòng)閥處于打開(kāi)狀態(tài),并已經(jīng)到達(dá)限位的狀態(tài)； ○4綠色閃爍表示電動(dòng)閥處于正在關(guān)閉,還沒(méi)有到達(dá)限位的狀態(tài)；○5綠色表示電動(dòng)閥處于關(guān)閉狀態(tài),并已經(jīng)到達(dá)限位的狀態(tài)；○6黃色閃爍表示電動(dòng)閥處于故障狀態(tài)。 在本系統(tǒng)中,它表示風(fēng)機(jī)入口閥和裝煤除塵滲冷風(fēng)閥及液力偶合器。 符號(hào)表示不帶限位的電磁閥,它有以下幾種狀態(tài)： ○1紅色表示電磁閥處于打開(kāi)狀態(tài)； ○2綠色表示電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)； ○3黃色閃爍表示電磁閥處于故障狀態(tài)。 在本系統(tǒng)中,它表示裝煤除塵預(yù)噴涂格式閥及預(yù)噴涂流態(tài)化電磁閥和預(yù)噴涂下部電磁閥。 符號(hào)表示電機(jī), 它有以下幾種狀態(tài)：○1紅色表示電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)； ○2綠色表示電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)； ○3黃色閃爍表示電機(jī)處于故障狀態(tài)。 在本系統(tǒng)中,它表示風(fēng)機(jī)、震動(dòng)器、水泵及刮板機(jī)和斗提升機(jī)。 是系統(tǒng)工藝參數(shù)顯示，當(dāng)出現(xiàn)超限參數(shù)時(shí)，參數(shù)上方的文字會(huì)變成黃色閃爍的狀態(tài)，從而提醒操作員——有工藝參數(shù)超限了。 另外，利用RSView32中的趨勢(shì)功能和報(bào)警功能設(shè)計(jì)了趨勢(shì)畫(huà)面和報(bào)警畫(huà)面。這樣，用戶可以方便的查找一些工藝參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)和報(bào)警事件及其時(shí)間，大大地提高了用戶維護(hù)設(shè)備的效率。 通過(guò)以上設(shè)計(jì)思想，操作員非常容易、安全進(jìn)行操作。 以下是基本操作步驟： 第一步 設(shè)備就位。將所有參與電氣控制的設(shè)備送上電，再將現(xiàn)場(chǎng)所有操作箱的旋鈕旋至集中位置。 第二步 檢查條件。在主畫(huà)面裝煤除塵和出焦除塵的操作面板上，點(diǎn)擊設(shè)備狀態(tài)按鈕，彈出設(shè)備狀態(tài)畫(huà)面，檢查設(shè)備狀態(tài)是否正常。再點(diǎn)擊啟動(dòng)條件按鈕，彈出啟動(dòng)條件畫(huà)面，檢查條件是否滿足。 第三步 啟動(dòng)系統(tǒng)。點(diǎn)擊允許自動(dòng)按鈕，設(shè)備處于允許自動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕顯示出來(lái)，點(diǎn)擊系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕，彈出一對(duì)話框，點(diǎn)擊確定按鈕，系統(tǒng)就開(kāi)始自動(dòng)啟動(dòng)。 通過(guò)以上的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)運(yùn)行至今，可靠、穩(wěn)定、安全、方便，滿足了用戶生產(chǎn)、維護(hù)、操作的要求。 5 結(jié)束語(yǔ) ControlLogix系統(tǒng)采用模塊化的結(jié)構(gòu), 通過(guò)背板實(shí)現(xiàn)模塊間信息的高速傳送；帶控制器模塊的系統(tǒng)，作為先進(jìn)的控制平臺(tái)不僅具有先進(jìn)的通訊能力和最新的I/O技術(shù)，為實(shí)際應(yīng)用提供了靈活的、方便的應(yīng)用。該系統(tǒng)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù)于一體的系統(tǒng)。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、軟件及主要技術(shù)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，都實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，提高了生產(chǎn)效率。 在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)遵循了以下原則:系統(tǒng)運(yùn)行高效、可靠，軟件操作容易、維護(hù)簡(jiǎn)單，設(shè)備檢修快捷，系統(tǒng)擴(kuò)展方便、性價(jià)比最優(yōu)。