ControlLogix控制系統(tǒng)的構成和特點分析

隨著現(xiàn)代企業(yè)生產規(guī)模的不斷擴大，企業(yè)對生產工藝的可靠性和生產效率不斷提出新的要求，在這種情況下實行自動化控制生產成為企業(yè)的必然選擇。可編程序控制器（PLC）是一種新型的通用自動控制裝置。他將計算機技術、自動控制技術和通訊技術融為一體，成為現(xiàn)代工業(yè)自動化的支柱之一，是實現(xiàn)FA（工廠自動化）的核心設備。美國Allen-Bradley（艾倫-布拉德利，簡稱A-B）公司生產的可編程控制器大量應用于自動化領域。據統(tǒng)計，他在北美的市場占有率在67％以上［1］.A-B的可編程控制器產品很多，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勁的ControlLogix系統(tǒng)，作為A－B公司控制系統(tǒng)的下一代產品的ControlLogix系列PLC控制系統(tǒng)以其技術先進、結構簡單、可靠性高、強大的浮點運算功能，廣泛運用于國內許多冶金、化工企業(yè)的自動化控制系統(tǒng)中。

1ControlLogix控制系統(tǒng)的特點

ControlLogix控制系統(tǒng)看起來像一個可編程序控制器，但他不只限于此。ControlLogix結構體系是一個技術先進的控制平臺，他集成了多個控制功能：順序控制、運動控制、傳動及過程控制等。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唧w應用來選擇合適的內存量、控制器個數(shù)和網絡類型，這種柔性結構允許在同一機架內使用多個控制器、網絡及I／O模塊。與此同時，ControlLogix系統(tǒng)具有優(yōu)良的性能品質，主要特點如下［2］：

（1）無縫連接易于和其他網絡上的程序控制器透明地收發(fā)信息，兼容性好。

（2）快速ControlLogix結構在背板上提供了高速數(shù)據傳輸總線，Logix5550控制器提供了高速傳輸?shù)目刂破脚_。

（3）可組態(tài)可根據工業(yè)生產的需要增減控制器和通信模板的個數(shù)，可在一個機架內使用多個控制器。

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

除此之外，其結構緊湊，可有效減少配電盤的空間；可無需控制器而在網絡間實現(xiàn)橋接；多個控制器、I／O模板及通信模扳可任意組合。此外，可帶電拔插一個模塊而無需斷開系統(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。ControlLogix系統(tǒng)采用RSLogix5000編程軟件，他能運行于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置，配有靈活、易操作的編輯器，可點擊進行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，把先進的控制技術、通訊技術、計算機技術、CRT技術與現(xiàn)場儀表有機地結合起來，實現(xiàn)對生產過程的集中監(jiān)視、集中操作和分散控制，為生產提供了強有力的保證。由于該系統(tǒng)的內存量、控制器個數(shù)和網絡類型可以根據具體應用來選擇，所以相對于其他可編程控制系統(tǒng)而言，其結構更加靈活，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，標準內存配置為160 kB，可擴展至2 MB，一個Logix5550控制器支持12 800個離散的或4 000個模擬的I／O點，符合IEC1131-1的操作系統(tǒng)提供多任務環(huán)境，最多可支持32個任務，其中31個時間片可由用戶設定，支持長文件、變量名［1］。Logix5550以微處理器為核心，采用了先進的過程控制技術、通訊技術、計算機技術，負責對生產過程進行檢測和控制，是數(shù)據采集、過程控制部分。通過組態(tài)和編程，具有豐富的運動控制功能、順序控制功能、傳動及過程控制功能、運算功能，可直接采集來自現(xiàn)場的各類工藝過程數(shù)據，經處理、運算后，將檢測信號送至操作站進行監(jiān)視，將控制信號送至現(xiàn)場。具有可靠性高，掃描處理速率高等特點，并具有自診斷功能。

RSView32是操作人員和ControlLogix系統(tǒng)的人機接口，能夠對大范圍的生產過程進行監(jiān)視和操作，同時，還能夠對收集到的信息加工處理和保存，對工藝參數(shù)進行實時顯示和報警，實現(xiàn)對生產的集中監(jiān)視、集中操作、集中顯示、集中處理，具有數(shù)據處理、歷史數(shù)據保存、報警顯示及打印、報表生成、多種顯示及對控制 回路實施操作等功能，方便對生產的控制和管理。

主機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。

擴展機架由各種信號輸入／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熱電阻溫度信號輸入模塊、220 VAC開關量輸入／輸出模塊以及通信模塊（CNBR）。

以太網（Ethernet）該以太網使用標準的“簡單網絡管理協(xié)議（SNMP）”，利用以太網處理器內置的通信能力，使用以太網和標準指令可獲得高性能的對等通信。基于Windows 95／NT操作系統(tǒng)的主計算機，通過RSlinx軟件，其應用程序可直接在以太網處理器之間建立通信；使用RSLogix5000編程軟件對處理器控制程序進行遠程編程、調試；用RSView32人機界面軟件進行綜合數(shù)據采集和信息管理［1］。

控制網（Controlnet）主要實現(xiàn)控制器、輸入／輸出模塊以及RSView32（上位機）間的通訊，是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁。ControlNet建立在開放性網絡技術的革新方案Producer／Consumer方式上，該方式允許網上所有節(jié)點同時讀取一個數(shù)據源同樣的數(shù)據，因而具有較高的吞吐量，而多點傳送通訊能力使許多控制器可以分享輸入數(shù)據和對傳互鎖數(shù)據，以達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)系機架與系統(tǒng)的紐帶?？捎糜谙到y(tǒng)間數(shù)字量、模擬量的數(shù)據傳遞與交換。通信模塊支持開放式網絡，如Etherner，ControlNet和DeviceNet，也支持A－B公司的DH＋網和RIO網。所 有通信模塊均為Gateway產品，無需處理器編程。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處理器上運行。

3結語

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