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根据ControlLogix结构体系的供水职业自动化体系的规划

基于ControlLogix结构体系的供水行业自动化系统的设计-此系统是珠海广昌泵站的自动化控制系统,广昌泵站是为解决珠海市及澳门咸期供水而新建的一个泵站,其日供源水可达 80 万立方米。整个泵站自动控制系统采用集中监测,分散控制的方式。采用 AB 公司的 ControlLogix 控制系统,集成 EtherNet、 DeviceNet 、Modbus三条网络形成一个完善的控制系统,完成整个泵站的配电系统的控制及监视、机组的控制及运行监视、总出口阀的控制及监视、各种开关量及模拟量的报警、数据采集等。

一。 体系概述

此体系是珠海广昌泵站的主动化操控体系,广昌泵站是为处理珠海市及澳门咸期供水而新建的一个泵站,其日供源水可达 80 万立方米。整个泵站主动操控体系选用会集监测,涣散操控的办法。选用 AB 公司的 ControlLogix 操控体系,集成 EtherNet、 DeviceNet 、Modbus三条网络构成一个完善的操控体系,完结整个泵站的配电体系的操控及监督、机组的操控及运转监督、总出口阀的操控及监督、各种开关量及模拟量的报警、数据收集等。

二。 运用布景及体系选型

因为整个泵站有 17 个归纳保护器(带 RS232/RS485/光纤,数据传输经过Modbus,每一个归纳保护器对应一面高压开关柜。)及 3 套带 DeviceNet 接口 TOSHIBA 公司的 6KV 高压变频器。依据咱们运用主动化设备的经历,经仔细剖析比较,咱们选用美国 AB 公司的ControlLogix操控体系,配以 Rsview32 监控软件,完结泵站监控体系的各项功用,到达主动化操控体系的意图。

1. 美国 AB 公司的 ControlLogix 操控体系特色:

·无缝衔接 易于和现有PLC 体系集成。

·快速 ControlLogix结构在背板上供给了高速数据传输总线,Logix5550 操控器供给了高速传输的操控渠道。

·可组态 供给了模块化操控办法。

·工业化 提高了高强度渠道,可耐受轰动、高温及各种电气搅扰。

·集成化 树立了一个会集多种技能的渠道,包含次序操控、运动操控、传动和进程运用操控。

·结构紧凑 适用于操控高度涣散而配电盘空间有限的运用场合。

2. 监控软件 Rsview32

Rsview32是Rockwell Automation 公司开发的软件,经过编程可完结监控体系需求的人机界面。PLC 收集的数据经过组态画面以多种显现方法形象地显现出来(如图 1),操作人员的可经过对画面的操作传送给 PLC。

·界面制造功用、通讯功用等强壮

·操作简单明了

·报警办法灵敏有用

·具有安全安稳的运转功用

三. 体系工艺及装备

体系装备如图:(见图 1)

依据ControlLogix结构体系的供水职业主动化体系的规划

此体系是一个依据 ControlLogix 结构体系集成 EtherNet、DeviceNet 、Modbus 网络的会集监督、涣散操控的主动操控体系。体系最基层为设备操控层(DeviceNet 网络和Modbus 网络),首要完结出产设备的操控和数据收集;第二层为网络集成层,完结整个泵站体系的网络集成,担任接纳基层运送的数据及接纳上层指令并将指令传送到设备层,担任完结监控层与设备操控层之间的数据传输及交流;第三层为监控层,首要完结整个泵站主动化操控体系在线监督及操控,并传输给总公司的信息办理体系和接纳信息。 [page]

1. 监控层(操控中心)

本体系监控层选用 Rsview32 软件进行组态,它具有操控、数据办理、数据收集、数据 记载、报警、趋势、报表生成等功用。服务器上工程师可进行计算机办理、编程、日常保护;在操作站上,值勤职工能进行操作操控和监督出产运转状况。(如图 2)

操控中心的首要功用:

操控操作:在操控中心能对体系上被控设备进行在线实时操控,如开关柜的分合闸、阀门的开关、机组的启停、联动与单动的切换及对 PLC 的复位。

显现功用:用图形形象、实时反映设备及 PLC 的运转状况;动态地显现工艺流程图及显现各种参数;动态显现模拟量的数值、开关信号,经过色彩、文字显现、百分比、填充等手法生动地表达出来。

数据办理:能树立出产数据库、操作信息库、毛病信息库

数据处理:运用实时数据和历史数据,进行出产成本剖析及寻求最佳运转办法以到达节能的意图

报警功用:当某一模拟量(如电流、流量、压力、温度等)的丈量值超出设定的规模或某一开关量(如继电器触点接触器触点、阀位等)变化时,可据不同的需求设定进 行分级报警。如输入到报警表、在屏幕报警栏显现、声光报警提示等。

报表功用:能生成即时报表、日报表、月报表、年报表。

安全功用:按不同操作等级别离加密。开 PC 机主动进入监控体系,一般操作人员只能在RunTIme 画面进行权限内的操作并且无法退出 RunTIme 画面。

打印功用:能进行报表、图形打印及事情、报警实时打印。

2.网络集成层

本体系网络集成层集成 EtherNet、DeviceNet 、Modbus 网络。

其硬件装备如下:

·1756-A4 机架

·1756-PA72 电源模块

·1756-L1 Logix5550 操控器

·1756-DNB DeviceNet 网络通讯卡

·1756-ENET EtherNet 网络通讯卡

·MVI56-MCM Modbus网络通讯卡

2.1 1756-L1 Logix5550 操控器

Logix5550 操控器是体系的中心,用软件 RsLogix5000 进行编程。

2.2 1756-DNB DeviceNet 网络通讯卡

1756-DNB是 DeviceNet扫描器接口模块,充任衔接 DeviceNet与 ControlLogix 机架之间的接口。

1756-DNB与 DeviceNet网络设备进行如下通讯:

·与设备进行读/写操作

·下载组态数据到设备

·监督设备的作业状况

1756-DNB与 ControlLogix 机架内的Logix5550 操控器进行通讯,然后供给:

·设备的输入/输出(I/O)数据

·设备的状况信息

·设备的组态数据读/写

2.3 1756-ENET EtherNet 网络通讯卡

TCP/IP 以太网是一个局域网,它答应很多的计算机、操控器及其它设备在以太网上进行远距离的通讯。1756-ENET以太网通讯接口模块用于桥接以太网与其他网络,在本体系是桥接以太网与 DviceNet 网、Modbus 网。

2.4 MVI56-MCM Modbus网络通讯卡

MVI56-MCM 是作为 Modbus 网与ControlLogix 体系操控器背板之间的网关。它供给5000 个字存储器用于 Modbus 网与操控器的数据交流。

2. 设备操控层

3.1 DviceNet网络(如图 3)

依据ControlLogix结构体系的供水职业主动化体系的规划

DeviceNet 依据 CANbus技能,用于 PLC 与现场设备之间的通讯网络。它可衔接开关、拖动设备、电源监控器、固态过载保护设备、条形码阅读器、I /O和人机界面等,传输速率为 125-500kbps,同轴电缆传输距 离为500m。DeviceNet 网络是契合世界工业规范的敞开网络,将底层的设备直接和车间级操控器相连,而无需经过硬线将它们与 I/O模块衔接。世界规模的 150多个销售商积极支持敞开式设备网销售者协会(ODVA)依据 CAN技能的网络。

这种 64 个节点、多支路的网络,答应用一根电缆去衔接 500m 以内的设备、并远至用户的可编程操控器,无需用导线把每一个设备和一个 I/O机架衔接起来,总归一切这一切能够削减导线的费用并便利装置。

3.1.1 4#站~8#站对应 1#~5#蝶阀操控站,9#、10#、14#、15#站对应风机操控站,12#、13#对应高压室备用站(各站装备相同)

蝶阀操控站操控蝶阀的开/关、冷却水电磁阀的开/关;监测蝶阀的阀位、油路体系工况并进行冷却水流量的脉冲计数。

装备如下:

·1761-NET-DNI

·Micrologix1000

3.1.2 1#~3#站对应三套变频器操控站

变频器操控站——操控变频器的启/停及运转频率,监测变频器运转状况、频率、温度、电流、电压。变频器是 TOSHIBA产品,其配 DeviceNet接口卡。

3.1.3 11#站对应总管阀门操控站

总管阀门操控站——操控总管阀门的开/停/关,监测阀门的工况。

装备如下:

·1761-NET-DNI

·Micrologix1000

3.1.4 18#站对应模拟量收集站

模拟量收集站——监测流量、压力、总管阀门的开度、电机水泵的温度、电流。

装备如下:

·1746-A10 机架

·1746-PA2 电源

·1747-SDN 设备网扫描器

·1746-SLC-5/04 处理器

·1746-NIR4 模拟量模块

·1746-NI8 模拟量模块

3.2 Modbus 网络

Modbus 协议是运用于电子操控器上的一种通用言语。经过此协议,操控器相互之间、操控器经由网络和其它设备之间能够通讯。它已经成为一通用工业规范。有了它,不同厂商出产的操控设备能够连成工业网络,进行会集监控。此协议界说了一个操控器能知道运用的音讯结构, 而不论它们是经过何种网络进行通讯的。它描绘了一操控器恳求拜访其它设备的进程,假如回应

来自其它设备的恳求,以及怎样侦测过错并记载。它拟定了音讯域格局和内容的公共格局。 在一 Modbus 网络上通讯时,此协议决议了每个操控器需求知道它们的设备地址,辨认按地址发来的音讯,决议要产生何种举动。假如需求回应,操控器将生成反响信息 并用Modbus 协议宣布。

规范的 Modbus 口是运用一 RS-232C兼容串行接口,它界说了衔接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。操控器能直接或经由 Modem组网。操控器通讯运用主-从技能,即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)依据主设备查询供给的数作出相应反响。主设备可独自和从设备通讯,也能以播送办法和一切从设备通讯。假如独自通讯,从设备回来一音讯作为回应,假如是以播送办法查询的,则不作任何回应。Modbus 协议树立了主设备查询的格局:设备(或播送)地址、功用代码、一切要发送的数据、过错检测域。从设备回应音讯也由 Modbus协议构成,包含承认要举动的域、任何要回来的数据、和过错检测域。假如在音讯接纳进程中产生过错,或从设备不能履行其指令,从设备将树立过错音讯并把它作为回应发送出去。在这个体系里是将 SIEMENS 公司的 7SJ62X系列归纳保护器经过 RS485 接口衔接至 Modbus网络通讯卡——MVI56-MCM。经过 Modbus 网络,完结对各个开关柜的分合闸操控及监测其状况(分合闸状况、电流值、电压值、频率等)。

四.结束语

此依据 ControlLogix 结构体系的体系自 2001 年 6 月投入运转,一向能安稳安全运转,取得广泛好评。本体系的成功对供水职业主动化或许有必定的学习效果。

责任编辑:gt

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