1 引言

rockwell controllogix作為allen-bradley下一代的控制系統(tǒng)之一，不僅具有先進(jìn)的通訊和輸入/輸出能力，而且能同時提供順序控制、過程控制、傳動控制和運(yùn)動控制。controllogix模塊化的系統(tǒng)，使得用戶可以更有效地設(shè)計、建立和更改其應(yīng)用平臺，極大地節(jié)省時間和費(fèi)用，保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2 rockwell controllogix的特點

(1)controllogix平臺通過背板提供高速數(shù)據(jù)傳輸，提供了一種模塊化的控制方法；

(2)可以帶電插拔系統(tǒng)中的任何模塊，而不會對模塊造成損壞。因此可以在維持系統(tǒng)運(yùn)行時更換故障模塊；

(3)可通過ethernet、controlnet、 devicenet等多種方式實現(xiàn)控制器分布式處理；

(4)可根據(jù)需要，增加或減少控制器和通訊模塊的個數(shù)，可在一個機(jī)架內(nèi)同時使用多個控制器；

(5)能適用于機(jī)械振動大、環(huán)境溫度高以及電氣干擾繁雜等各種惡劣的作業(yè)環(huán)境；

(6)結(jié)構(gòu)緊湊，適用于控制高度分散并且配電盤空間有限的應(yīng)用場合。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 連鑄機(jī)控制系統(tǒng)概述

連鑄機(jī)自動化控制系統(tǒng)設(shè)計采用“三電”一體化的設(shè)計原則。公用系統(tǒng)與各分流之間互相獨(dú)立，其中任一流系統(tǒng)發(fā)生故障，不影響其它各流的生產(chǎn)。整個自動化控制系統(tǒng)采用基礎(chǔ)級自動化控制系統(tǒng)，采用了兩層控制結(jié)構(gòu)：一層由plc組成控制站，進(jìn)行過程回路控制、電氣設(shè)備的順序與聯(lián)鎖控制，并進(jìn)行生產(chǎn)工藝過程的數(shù)據(jù)采集等；另一層由計算機(jī)組成操作站，將plc控制站收集的信息集中，使操作人員能實時監(jiān)視控制生產(chǎn)工藝過程和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，構(gòu)成一個集中管理、分散控制的自動化系統(tǒng)。

3.2 硬件構(gòu)成

公用系統(tǒng)及各分流的控制器選用rockwell controllogix55m12，plc主機(jī)架還包括ethernet、devicenet通訊模塊、數(shù)字量i/o模塊、模擬量i/o模塊。為減少線路敷設(shè)，本系統(tǒng)還采用遠(yuǎn)程i/o站，遠(yuǎn)程i/o站采用1794 flex i/o，與plc主站之間采用了devicenet網(wǎng)絡(luò)通訊。每個遠(yuǎn)程i/o站包含一個適配器、若干基座和若干i/o模塊，每一個適配器最多可以支持8個基座，并且可以用一個flex電源或者任何其它兼容性電源為該遠(yuǎn)程i/o站供電。上位操作站、公用系統(tǒng)plc與各分流plc及觸摸屏之間用以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)連接在一起。火切系統(tǒng)和出坯系統(tǒng)的操作采用panelview觸摸屏。信號正常情況下，火切系統(tǒng)和出坯系統(tǒng)自動控制，無需人員操作。信號異常時，臺下操作工可通過panelview觸摸屏介入進(jìn)行手動操作，完成鑄坯切割及出坯操作。振動臺、拉矯機(jī)等需要調(diào)速設(shè)備的傳動采用rockwell變頻器1336plus-ii, 可以很方便地采用devicenet網(wǎng)絡(luò)方式與plc之間相連，而無需通過硬線將它們與i/o模塊連接。通過網(wǎng)絡(luò)更有利于采集這些設(shè)備的運(yùn)行信號，及時監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行。另外該型號變頻器采用了最新igbt(絕緣柵雙極型三極管)功率模塊和高級的控制算法，在工作要求的任意速度下，均能提供平穩(wěn)的性能和超常的轉(zhuǎn)矩，使電動機(jī)低噪聲、高效率地運(yùn)行。采用面板式人機(jī)接口模塊，只需幾個按鍵，就能提供非常簡單的參數(shù)設(shè)定和操作，可以實現(xiàn)1336 plus ii變頻器的編程和運(yùn)行控制，滿足連鑄機(jī)的應(yīng)用需求。連鑄機(jī)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如附圖所示。

連鑄機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 軟件系統(tǒng)設(shè)計

3.3.1 下位編程軟件

下位控制站采用rslogix 5000系列編程環(huán)境，該軟件采用結(jié)構(gòu)和數(shù)組的符號化編程，以及專用于順序控制、運(yùn)動控制、過程控制和傳動控制場合的指令集，大大提高了編程和運(yùn)行效率。plc組成的控制站，根據(jù)連鑄機(jī)操作指令和現(xiàn)場監(jiān)測的信號完成各工藝設(shè)備或工藝過程的順序、邏輯控制，進(jìn)行工藝過程及設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集與整理。

3.3.2 上位監(jiān)控組態(tài)軟件

上位操作站選用rsview32(帶rslinx)，該軟件是集成式、組件化的人機(jī)接口產(chǎn)品，上位機(jī)將plc控制站收集的信息集中，產(chǎn)生實時數(shù)據(jù)文件、趨勢文件、報警記錄文件等，使操作人員能及時監(jiān)視控制生產(chǎn)工藝過程和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，構(gòu)成一個集中管理、分散控制的自動化系統(tǒng)。上位機(jī)主要內(nèi)容如下：

(1)管理數(shù)據(jù)的輸入、確認(rèn)；

(2)鑄坯斷面、鋼種、配水等控制模型下載至plc控制站；

(3)監(jiān)控主要設(shè)備、工藝數(shù)據(jù)畫面，如連鑄生產(chǎn)工藝流程圖、各設(shè)備監(jiān)視畫面、生產(chǎn)工藝參數(shù)、二次冷卻水控制畫面、電磁攪拌控制畫面等等；

(4)系統(tǒng)報警；

(5)事件記錄；

(6)主要工藝數(shù)據(jù)實時、歷時趨勢顯示、記錄等。

設(shè)備工程師站主要功能：對plc控制站的應(yīng)用軟件進(jìn)行編程、組態(tài)、生成和維護(hù)。

4 結(jié)束語

rockwell控制系統(tǒng)在連鑄機(jī)上的應(yīng)用自2005年投運(yùn)近一年以來，控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)合理，滿足工藝要求，應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)清晰，功能完整，運(yùn)行良好，基本實現(xiàn)了連鑄生產(chǎn)的自動化。