PLC5系列，此次在2＃高爐大修中采用的ControlLogix系統(tǒng)，是我們首次使用此系列PLC產(chǎn)品。在應用開發(fā)及系統(tǒng)維護過程中，整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、易于維護。
關鍵詞： DCS&控制系統(tǒng) 冗余 模板
唐鋼是羅克韋爾自動化公司的老用戶，使用了很多羅克韋爾自動化的軟硬件產(chǎn)品。其中包括唐鋼3＃高爐（2560M3）系統(tǒng)、?；到y(tǒng)、高爐噴煤系統(tǒng)、燒結自控系統(tǒng)等等，均使用了羅克韋爾自動化公司的PLC5自動控制系統(tǒng)。該產(chǎn)品以其穩(wěn)定性、良好的可擴展性、友好的人機界面、軟硬件的開放性贏得了我們的信賴。在唐鋼2＃高爐大修自控系統(tǒng)改造中，我們采用了羅克韋爾自動化公司近年來向國內(nèi)推出的ControlLogix自動控制系統(tǒng)。
唐鋼2＃高爐自動控制系統(tǒng)共分為：礦槽系統(tǒng)、爐頂系統(tǒng)、熱風爐系統(tǒng)、煤氣清洗系統(tǒng)、煤氣預熱系統(tǒng)、噴煤系統(tǒng)（制粉、噴吹）、高爐本體及循環(huán)水系統(tǒng)等，整個系統(tǒng)采用7套ControlLogix
L5550
冗余系統(tǒng)。考慮到距離遠、節(jié)點多、抗干擾等因素，采用了CONTROLNET網(wǎng)絡類型，抗干擾性好，網(wǎng)絡通道冗余，保證可靠通訊。網(wǎng)絡結構為總線型主、子網(wǎng)結構，既減少了主網(wǎng)的通訊量，保證了人機界面的數(shù)據(jù)顯示，又有利于子網(wǎng)快速的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集。下面框圖為整個系統(tǒng)的簡單結構圖，主、子網(wǎng)均為CONTROLNET網(wǎng)絡，各個控制站依所控設備不同采用不同模板，操作站采用了Rsview32
6.3中文版，界面友好，運行穩(wěn)定。另外還有一套數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，利用Rslinx所提供的OPC接口進行采集數(shù)據(jù)，在圖中未標出。
由于整個系統(tǒng)比較龐大，在此只能就整個工藝流程進行簡單介紹。制粉系統(tǒng)將原煤進行細化加工成粉末狀，經(jīng)過噴吹系統(tǒng)加壓吹入高爐內(nèi)，增加高爐內(nèi)冶煉強度及降低焦比。熱風爐系統(tǒng)用三座熱風爐輪流燃燒、送風，將高溫加壓空氣吹入爐內(nèi)，使爐內(nèi)原料在高溫狀態(tài)下，還原為生鐵，是煉鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。礦槽系統(tǒng)將煉鐵所用原料（焦碳、燒結球團礦、雜礦等）按照爐內(nèi)計算參數(shù)進行配料、稱量。爐頂系統(tǒng)根據(jù)工藝參數(shù)設定數(shù)據(jù)進行布料設備、布料方式控制，對高爐爐況有直接的影響。煤氣清洗系統(tǒng)將高爐的副產(chǎn)品煤氣進行一系列的清洗，變成凈煤氣后可用于生產(chǎn)中的其他環(huán)節(jié)。煤氣預熱系統(tǒng)對煤氣和助燃空氣預熱后可改善煤氣的燃燒效率。高爐本體安裝有大量的溫度、流量和壓力檢測點，對整個高爐的磚襯、水系統(tǒng)、冷卻壁系統(tǒng)進行連續(xù)監(jiān)測和控制，使高爐監(jiān)測控制的主體部分。
和以往接觸新系統(tǒng)一樣，我們開始的時候也心存疑慮，這套控制系統(tǒng)能夠像PLC5系統(tǒng)那樣穩(wěn)定、可靠嗎？
在進行系統(tǒng)培訓以及以后的應用開發(fā)過程中，我們逐漸了解了它。它是一套基于網(wǎng)絡的高可靠性、非常靈活的自動控制產(chǎn)品。
（1）它具有靈活的網(wǎng)絡類型及網(wǎng)絡結構：通過在系統(tǒng)中插入不同類型的通訊模板，系統(tǒng)可組成CONTROLNET網(wǎng)、以太網(wǎng)，可連接DEVICENET設備，可進行串行通訊以及DHRIO通訊，網(wǎng)絡結構可以是總線型、樹型等，非常方便、靈活。
（2）produce/consume通訊方式：通過合理的組織數(shù)據(jù)結構，CPU之間可進行可靠的、時間嚴格的PRODUCE/CONSUME通訊。
（3）全智能型模板：所有模板均為智能型設計，根據(jù)模板類型不同，每個模板的每個通道都可依用戶需要進行設置，而且由于網(wǎng)絡的靈活性及模板的智能化，可組態(tài)成OWNER工作方式，多個CPU可讀取同一個模板的數(shù)據(jù)。
（4）內(nèi)部標簽的可定制化：在ControlLogix系統(tǒng)中，不再有類似PLC5中的已設計好的標簽名稱（I、O、B、N等），而是用戶根據(jù)需要進行靈活的標簽定義方式，其中已為用戶提供大量的數(shù)據(jù)類型，原來的計時、計數(shù)等已變成其中的數(shù)據(jù)類型。用戶甚至可以定義自己的數(shù)據(jù)結構，用自己定義的數(shù)據(jù)結構，用戶可定義成類似這樣的標簽名稱：，非常直觀，有些類似于高級語言中的數(shù)據(jù)結構定義。
（5）可靠的冗余設計：在老式PLC5冗余系統(tǒng)應用中，用戶需要自己編寫CPU之間的數(shù)據(jù)通訊塊，非常繁瑣，不易于維護，在ControlLogix系統(tǒng)中，所有的維護及通訊都由系統(tǒng)自動完成，更加方便、可靠，而且用戶可編寫狀態(tài)讀取程序，隨時監(jiān)控冗余系統(tǒng)的狀態(tài)。
（6）可刷新升級的模塊固件：ControlLogix系統(tǒng)中有幾種模塊可進行固件升級（CPU、SRM、CNB(R)），固件升級就是運行效能和可靠性的升級，用戶可以從ROCKWELL網(wǎng)站下載新的Flash版本。
由于ControlLogix系統(tǒng)與PLC5系統(tǒng)有許多概念上的不同，加之
ControlLogix系統(tǒng)非常靈活，有許多參數(shù)允許用戶進行調整和優(yōu)化，因此對于好多重要的概念需要理解透徹，比如RPI與NUT、API的概念和相互關系，對于整個網(wǎng)絡的調度與維護至關重要。連接數(shù)（Connection）的概念，對于CNB模板的正常工作非常重要。ControlLogix系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的組織形式，合理的數(shù)據(jù)類型定義，對于整個系統(tǒng)的利弊。Schedule和Unschedule數(shù)據(jù)塊的傳送方式。與上位機的數(shù)據(jù)傳送方式。Produce／Consume的工作方式。Keeper的概念以及Keeper在整個網(wǎng)絡中的角色等等。再開始進行應用設計時，我們就遇到了一些問題，首先，我們的冗余系統(tǒng)，經(jīng)常出現(xiàn)莫名其妙的問題，兩個CPU連接斷開，不能進行同步，在線添加標簽多個后CPU出現(xiàn)故障，后來升級了CPU和CNB、SRM的固件版本后，問題解決了。在進行網(wǎng)絡調度時，由于對相關參數(shù)的概念和相互聯(lián)系不太清楚，導致各種問題的出現(xiàn)，調度不成功，網(wǎng)絡運行狀態(tài)不正常，畫面數(shù)據(jù)刷新緩慢，程序不能上傳等，在進行了多次咨詢后，概念清楚了，問題就得到了解決。CNB模板在ControlLogix系統(tǒng)中，是本地CPU與其他基板或CPU、人機界面通訊的唯一通道，地位僅次于CPU模板，它的工作參數(shù)的好與壞對整個系統(tǒng)的影響非常大，在我們的控制系統(tǒng)中，由于模板數(shù)量多，超出了CNB模板正常工作的連接數(shù)，導致CNB模板CPU占用率很高，系統(tǒng)不能正常工作，后來又增加了一塊CNB模板，連接數(shù)和CPU占用率立刻降到正常范圍，系統(tǒng)也隨之正。
我們的高爐已于2003年元月1日投產(chǎn)，到現(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)兩個多月的時間了，控制精度能夠滿足生產(chǎn)需要，整個系統(tǒng)運行正常。相比起來，它的穩(wěn)定性不次于PLC5系列，而且它的熱備方式也較為完善，在我們進行應用系統(tǒng)開發(fā)時，多次模擬各種故障它都能靈活切換，讓我們對這套新系統(tǒng)信心大增。
在此，我想以這篇文章，和所有使用和喜歡羅克韋爾自動化軟硬件產(chǎn)品的朋友進行交流。我覺得羅克韋爾軟件產(chǎn)品同樣出色，而且做得非常開放，例如OPC或VBA等等，易于進行二次開發(fā)，但由于以ControlLogix為題，不再贅述。
（轉載）
