ControlLogix控制系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)分析

隨著現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，企業(yè)對(duì)生產(chǎn)工藝的可靠性和生產(chǎn)效率不斷提出新的要求，在這種情況下實(shí)行自動(dòng)化控制生產(chǎn)成為企業(yè)的必然選擇?？?a href="http://srfitnesspt.com/v/tag/1315/" target="_blank">編程序控制器（PLC）是一種新型的通用自動(dòng)控制裝置。他將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的支柱之一，是實(shí)現(xiàn)FA（工廠自動(dòng)化）的核心設(shè)備。美國(guó)Allen-Bradley（艾倫-布拉德利，簡(jiǎn)稱A-B）公司生產(chǎn)的可編程控制器大量應(yīng)用于自動(dòng)化領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，他在北美的市場(chǎng)占有率在67％以上［1］.A-B的可編程控制器產(chǎn)品很多，主要有PLC-5，SLC500以及MicroLogix1000系列控制器，最近又推出了功能更加強(qiáng)勁的ControlLogix系統(tǒng)，作為A－B公司控制系統(tǒng)的下一代產(chǎn)品的ControlLogix系列PLC控制系統(tǒng)以其技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、強(qiáng)大的浮點(diǎn)運(yùn)算功能，廣泛運(yùn)用于國(guó)內(nèi)許多冶金、化工企業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。

1ControlLogix控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

ControlLogix控制系統(tǒng)看起來(lái)像一個(gè)可編程序控制器，但他不只限于此。ControlLogix結(jié)構(gòu)體系是一個(gè)技術(shù)先進(jìn)的控制平臺(tái)，他集成了多個(gè)控制功能：順序控制、運(yùn)動(dòng)控制、傳動(dòng)及過(guò)程控制等。與傳統(tǒng)可編程控制 器不同的是，ControlLogix系統(tǒng)在任意尺寸上都是模塊化的?？梢愿鶕?jù)具體應(yīng)用來(lái)選擇合適的內(nèi)存量、控制器個(gè)數(shù)和網(wǎng)絡(luò)類型，這種柔性結(jié)構(gòu)允許在同一機(jī)架內(nèi)使用多個(gè)控制器、網(wǎng)絡(luò)及I／O模塊。與此同時(shí)，ControlLogix系統(tǒng)具有優(yōu)良的性能品質(zhì)，主要特點(diǎn)如下［2］：

（1）無(wú)縫連接易于和其他網(wǎng)絡(luò)上的程序控制器透明地收發(fā)信息，兼容性好。

（2）快速ControlLogix結(jié)構(gòu)在背板上提供了高速數(shù)據(jù)傳輸總線，Logix5550控制器提供了高速傳輸?shù)目刂破脚_(tái)。

（3）可組態(tài)可根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的需要增減控制器和通信模板的個(gè)數(shù)，可在一個(gè)機(jī)架內(nèi)使用多個(gè)控制器。

（4）工業(yè)化ControlLogix提供了高強(qiáng)度平臺(tái)，可耐受振動(dòng)、高溫及各種工業(yè)環(huán)境下的電氣干擾。

除此之外，其結(jié)構(gòu)緊湊，可有效減少配電盤的空間；可無(wú)需控制器而在網(wǎng)絡(luò)間實(shí)現(xiàn)橋接；多個(gè)控制器、I／O模板及通信模扳可任意組合。此外，可帶電拔插一個(gè)模塊而無(wú)需斷開系統(tǒng)的其他模塊，并提供可拆卸接線端子排，使用方便，易于維護(hù)。ControlLogix系統(tǒng)采用RSLogix5000編程軟件，他能運(yùn)行于Windows NT32 b的操作系統(tǒng)下，其性能優(yōu)越，并提供了可靠的通信功能及診斷特性，具有通用的用戶界面和特性設(shè)置，配有靈活、易操作的編輯器，可點(diǎn)擊進(jìn)行I／O組態(tài)。該系統(tǒng)采用RSView32中文監(jiān)控軟件，中文顯示，修改方便，易于操作。

2ControlLogix系統(tǒng)組成

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。

Logix5550（控制器）ControlLogix系統(tǒng)的核心是Logix5550控制器，其處理速度為0．08 ms／K指令，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)存配置為160 kB，可擴(kuò)展至2 MB，一個(gè)Logix5550控制器支持12 800個(gè)離散的或4 000個(gè)模擬的I／O點(diǎn)，符合IEC1131-1的操作系統(tǒng)提供多任務(wù)環(huán)境，最多可支持32個(gè)任務(wù)，其中31個(gè)時(shí)間片可由用戶設(shè)定，支持長(zhǎng)文件、變量名［1］。Logix5550以微處理器為核心，采用了先進(jìn)的過(guò)程控制技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，負(fù)責(zé)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)和控制，是數(shù)據(jù)采集、過(guò)程控制部分。通過(guò)組態(tài)和編程，具有豐富的運(yùn)動(dòng)控制功能、順序控制功能、傳動(dòng)及過(guò)程控制功能、運(yùn)算功能，可直接采集來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的各類工藝過(guò)程數(shù)據(jù)，經(jīng)處理、運(yùn)算后，將檢測(cè)信號(hào)送至操作站進(jìn)行監(jiān)視，將控制信號(hào)送至現(xiàn)場(chǎng)。具有可靠性高，掃描處理速率高等特點(diǎn)，并具有自診斷功能。

RSView32是操作人員和ControlLogix系統(tǒng)的人機(jī)接口，能夠?qū)Υ蠓秶纳a(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和操作，同時(shí)，還能夠?qū)κ占降男畔⒓庸ぬ幚砗捅４?，?duì)工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和報(bào)警，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的集中監(jiān)視、集中操作、集中顯示、集中處理，具有數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)保存、報(bào)警顯示及打印、報(bào)表生成、多種顯示及對(duì)控制 回路實(shí)施操作等功能，方便對(duì)生產(chǎn)的控制和管理。

主機(jī)架是控制站的核心部分，主要由控制器（Logix5550）、電源模塊、通訊模塊（CNBR）、輸入／輸出模塊等組成。

擴(kuò)展機(jī)架由各種信號(hào)輸入／輸出模件組成，這些模件主要包括：模擬量（4～20 mA）輸入／輸出模塊、PT100熱電阻溫度信號(hào)輸入模塊、220 VAC開關(guān)量輸入／輸出模塊以及通信模塊（CNBR）。

以太網(wǎng)（Ethernet）該以太網(wǎng)使用標(biāo)準(zhǔn)的“簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）”，利用以太網(wǎng)處理器內(nèi)置的通信能力，使用以太網(wǎng)和標(biāo)準(zhǔn)指令可獲得高性能的對(duì)等通信?；赪indows 95／NT操作系統(tǒng)的主計(jì)算機(jī)，通過(guò)RSlinx軟件，其應(yīng)用程序可直接在以太網(wǎng)處理器之間建立通信；使用RSLogix5000編程軟件對(duì)處理器控制程序進(jìn)行遠(yuǎn)程編程、調(diào)試；用RSView32人機(jī)界面軟件進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)采集和信息管理［1］。

控制網(wǎng)（Controlnet）主要實(shí)現(xiàn)控制器、輸入／輸出模塊以及RSView32（上位機(jī)）間的通訊，是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。ControlNet建立在開放性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的革新方案Producer／Consumer方式上，該方式允許網(wǎng)上所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)讀取一個(gè)數(shù)據(jù)源同樣的數(shù)據(jù)，因而具有較高的吞吐量，而多點(diǎn)傳送通訊能力使許多控制器可以分享輸入數(shù)據(jù)和對(duì)傳互鎖數(shù)據(jù)，以達(dá)到更好的性能并減少編程的需求［3］。

采用A，B兩根通訊線為系統(tǒng)提供了冗余度，提高了系統(tǒng)的可靠性，在一根通訊線出現(xiàn)故障的情況下可自動(dòng)切換到另一根，正常情況下，總是只有一根處于工作狀態(tài)。

CNBR（通信模塊）是聯(lián)系機(jī)架與系統(tǒng)的紐帶。可用于系統(tǒng)間數(shù)字量、模擬量的數(shù)據(jù)傳遞與交換。通信模塊支持開放式網(wǎng)絡(luò)，如Etherner，ControlNet和DeviceNet，也支持A－B公司的DH＋網(wǎng)和RIO網(wǎng)。所 有通信模塊均為Gateway產(chǎn)品，無(wú)需處理器編程。編程軟件提供的移植工具還可以將PLC-5和SLC500上的程序移到ControlLogix處理器上運(yùn)行。

3結(jié)語(yǔ)

經(jīng)改造后的系統(tǒng)在使用中工作可靠性高，支持在線參數(shù)修改和組態(tài)，給生產(chǎn)帶來(lái)了極大的方便。同時(shí)該系統(tǒng)具有價(jià)格低、集成度高、兼容性強(qiáng)、開放性好等特點(diǎn)，在保證高可靠性的基礎(chǔ)上，徹底解決了原來(lái)困擾管道化溶出控制系統(tǒng)的難題。