一、前言
　　羅克韋爾自動(dòng)化公司的自動(dòng)化產(chǎn)品十幾年來(lái)在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是其順序控制產(chǎn)品從PLC-3到ControlLogix系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用到全國(guó)各行業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中。
　　2002年，在秦皇島港散糧碼頭筒倉(cāng)改擴(kuò)建工程中采用了羅克韋爾自動(dòng)化的ControlLogix系 統(tǒng)針對(duì)原有的控制系統(tǒng)(PLC-3)進(jìn)行了改造，并增加了新建的筒倉(cāng)控制系統(tǒng)，使原有筒倉(cāng)和新建筒倉(cāng)的設(shè)備在ControlLogix控制平臺(tái)下進(jìn)行統(tǒng)一 控制。該系統(tǒng)從硬件改造到工藝控制流程都體現(xiàn)了ControlLogix系統(tǒng)的*性。
　　二、項(xiàng)目介紹
　　秦皇島港散糧碼頭筒倉(cāng)系統(tǒng)于1991年由日本三菱公司建成，主要承擔(dān)散糧貨物的進(jìn)出口及臨時(shí)倉(cāng)儲(chǔ)任 務(wù)，每年能達(dá)到120萬(wàn)噸的吞吐量，建成之初在亞洲堪稱(chēng)*大散糧碼頭，隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展該碼頭逐漸不能滿(mǎn)足現(xiàn)在的需要，所以秦皇島港務(wù)局決定在原 有筒倉(cāng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改擴(kuò)建。
　　原控制系統(tǒng)分為筒倉(cāng)控制部分、出口線(xiàn)控制部分(由天津電氣傳動(dòng)所于1995年增加的)、卸船機(jī)控制部 分和稱(chēng)重單元控制部分，其中筒倉(cāng)控制部分采用的是羅克韋爾自動(dòng)化公司的A-B PLC-3處理器和PLC-5系列I/O，該部分為此次項(xiàng)目改造的主要部分;卸船機(jī)部分和稱(chēng)重單元控制部分采用的是A-B PLC-5/15處理器，這兩部分需要與原有的筒倉(cāng)部分進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;出口線(xiàn)控制部分采用的是A-B PLC-5/25處理器，該部分原設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有和其他三部分控制系統(tǒng)進(jìn)行控制上的連接。(硬件結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)附圖一)
　　此次項(xiàng)目改建在原有的78個(gè)小筒倉(cāng)(總?cè)萘?.5萬(wàn)噸)的基礎(chǔ)上，增加了7個(gè)大筒倉(cāng)(總?cè)萘?萬(wàn) 噸)，全部新老系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)到了12000點(diǎn)。新增加的筒倉(cāng)的控制系統(tǒng)采用了ControlLogix系統(tǒng)I/O，并采用Logix5550處理器對(duì) 所有I/O進(jìn)行控制，替代原來(lái)的PLC-3處理器，通過(guò)DHRIO模板與原有的PLC-5系列的I/O進(jìn)行通訊。
　　三、硬件系統(tǒng)
　　在該項(xiàng)目中，由于要保留原來(lái)老筒倉(cāng)系統(tǒng)的I/O設(shè)備，同時(shí)采用新ControlLogix的控制平臺(tái)。 *的ControlLogix控制平臺(tái)具有下列特點(diǎn)：
　　無(wú)縫連接 - 易于與現(xiàn)有的PLC集成;現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)可以與其它網(wǎng)絡(luò)上的程序控制器透明的收發(fā)信息。
　　快速性 - ControlLogix平臺(tái)通過(guò)背板提供了高速的數(shù)據(jù)傳輸，而ControlLogix系列處理器提供了高速的控制平臺(tái)。
　　可升級(jí) - 根據(jù)實(shí)際需要增加或減少處理器或通訊模板的個(gè)數(shù)，可在一個(gè)框架內(nèi)使用多個(gè)處理器;選擇滿(mǎn)足應(yīng)用需求的控制器內(nèi)存容量。
　　工業(yè)化 - 提供了一個(gè)硬件平臺(tái)，可耐受振動(dòng)、高溫和各種工業(yè)環(huán)境下的電氣干擾。
　　集成化 - 建立了一個(gè)集成多種技術(shù)的系統(tǒng)平臺(tái)，包括順序控制、運(yùn)動(dòng)控制、傳動(dòng)控制和過(guò)程應(yīng)用。
　　結(jié)構(gòu)緊湊 - 適用于高度分散控制并且配電盤(pán)空間有限的場(chǎng)合。
　　經(jīng)改造后的系統(tǒng)在硬件上保留了原PLC-5系統(tǒng)的I/O模板和Remote I/O適配器(包括筒倉(cāng)部分和出口線(xiàn)部分)，增加了新筒倉(cāng)部分的ControlLogix系統(tǒng)的I/O及處理器。
　　整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)3條Remote鏈路與老筒倉(cāng)部分(28個(gè)Remote I/O站點(diǎn))和出口線(xiàn)部分I/O(8個(gè)Remote I/O站點(diǎn))進(jìn)行通訊連接;通過(guò)冗余的ControlNet網(wǎng)絡(luò)與新筒倉(cāng)部分的I/O進(jìn)行通訊(8個(gè)ControlNet節(jié)點(diǎn));通過(guò)DH+鏈路與原系統(tǒng) 的卸船機(jī)和新筒倉(cāng)的集塵控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;在中控室我們將Remote I/O鏈路、DH+鏈路、ControlNet鏈路和Ethernet鏈路通過(guò)相應(yīng)的通訊模板集中在一個(gè)1756-A10建立了一個(gè)Gateway，并通 過(guò)Ethernet與人機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行通訊，同時(shí)預(yù)留了一個(gè)DH+通訊口，方便用戶(hù)通過(guò)Gateway(Ethernet-DH)與6臺(tái)秤控PLC-5進(jìn) 行通訊調(diào)試。(詳細(xì)系統(tǒng)配置圖見(jiàn)附圖二)。
　　硬件系統(tǒng)特點(diǎn)
　　繼續(xù)采用原有老筒倉(cāng)系統(tǒng)的I/O，降低了用戶(hù)的硬件成本。
　　保留了原有老筒倉(cāng)系統(tǒng)Remote I/O適配器(1771-ASB)的配置及其它的所有配置，只是將原有的處理器更新，低限度的減少了改造老系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)性。
　　將獨(dú)立的出口線(xiàn)部分的I/O聯(lián)接到整個(gè)系統(tǒng)來(lái)，實(shí)現(xiàn)了全部I/O統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制的功能，改變了原來(lái)使用出口線(xiàn)需要強(qiáng)制老筒倉(cāng)機(jī)械設(shè)備信號(hào)的情況(使用出口線(xiàn)時(shí)需要用到老筒倉(cāng)系統(tǒng)中的設(shè)備)。
　　采用一個(gè)1756-L55M14處理器，其強(qiáng)大的功能保證了多流程同時(shí)操作的處理能力和速度。
　　Gateway平臺(tái)將各種通訊形式匯集到一起，方便了處理器訪問(wèn)所有I/O，保證了全部控制的統(tǒng)一協(xié)調(diào)性。同時(shí)方便了不同網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備間的通訊和工程師站對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)下的設(shè)備維護(hù)、(程序)修改工作。(見(jiàn)數(shù)據(jù)流向示意圖)　　

　　利用1756-DHRIO上的DH+接口，為用戶(hù)維護(hù)現(xiàn)有的6臺(tái)稱(chēng)控PLC-5/15提供了方便(只需將通訊電纜聯(lián)接到該端口上即可在工程師站通過(guò)Gateway(Ethernet)對(duì)稱(chēng)控PLC實(shí)現(xiàn)維護(hù))。
　　Gateway平臺(tái)框架中預(yù)留的槽架為用戶(hù)將來(lái)進(jìn)行其他功能的擴(kuò)展提供了方便。
　　經(jīng)過(guò)改造后的控制系統(tǒng)，整合了新老筒倉(cāng)全部的控制功能，整體的解決了各個(gè)系統(tǒng)之間對(duì)其他系統(tǒng)的信號(hào)需求的要求，使所有設(shè)備從控制角度實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的調(diào)度控制，改變了原出口線(xiàn)部分操作的時(shí)候需要外部人工參與的情況，提高了生產(chǎn)效率。

　　四、軟件系統(tǒng)
　　4.1系統(tǒng)編程軟件
　　在軟件編制過(guò)程中，我們采用了與ControlLogix系統(tǒng)配套的RSLogix5000系列編程 環(huán)境。RSLogix5000系列編程環(huán)境，提供了易于使用且符合IEC 1131-3標(biāo)準(zhǔn)的接口，采用結(jié)構(gòu)和數(shù)組的符號(hào)化編程，以及的順序控制、運(yùn)動(dòng)控制、傳動(dòng)控制和過(guò)程控制場(chǎng)合的指令集，大大的提高了編程效率。
　　靈活的繼電器梯形圖和功能塊圖編輯器，使用戶(hù)創(chuàng)建應(yīng)用程序變得輕松自如。在梯形圖和功能塊編輯器中，用戶(hù)能看到標(biāo)準(zhǔn)的、易于使用的且直觀的操作界面。其以下的*功能幫助程序編制人員方便的編制程序。
　　在線(xiàn)幫助，包括概述信息，編程信息，屏幕信息和參考信息，以及在線(xiàn)參考書(shū)，包括電子版的相關(guān)參考手冊(cè)和用戶(hù)手冊(cè)
　　容易組態(tài)，包括圖形化的控制器管理器，I/O組態(tài)對(duì)話(huà)框，運(yùn)動(dòng)組態(tài)工具和點(diǎn)擊組態(tài)方法
　　完善的數(shù)據(jù)處理，采用數(shù)組和用戶(hù)定義結(jié)構(gòu)，可提供必要的靈活性滿(mǎn)足應(yīng)用系統(tǒng)要求，而不是強(qiáng)迫它去適應(yīng)特殊的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，如控制器的數(shù)據(jù)表內(nèi)存
　　易于使用的I/O尋址方法
　　一個(gè)自由格式操作的梯形圖編輯器，可以讓用戶(hù)同時(shí)修改多個(gè)邏輯梯級(jí)，也可以通過(guò)點(diǎn)擊界面或ASCII輸入提示輸入梯級(jí)
　　靈活的，易于使用的功能塊圖編輯器
　　拖放編輯和導(dǎo)航功能，可以快速地從一個(gè)數(shù)據(jù)文件移動(dòng)數(shù)據(jù)元素到另一個(gè)數(shù)據(jù)文件，從一個(gè)子程序或項(xiàng)目中把梯級(jí)移動(dòng)到另一個(gè)，或從梯級(jí)將指令移動(dòng)到另一個(gè)梯級(jí)，或在一個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)的指令在功能塊圖之間相互移動(dòng)
　　包括繼電器梯形圖和功能塊指令的指令集
　　診斷監(jiān)控能力，包括控制器的狀態(tài)顯示，程序驗(yàn)證功能和強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)監(jiān)控器
　　4.2系統(tǒng)工藝描述
　　散糧筒倉(cāng)是以散糧裝卸為主的散糧專(zhuān)業(yè)碼頭，其接卸能力為2×600噸/小時(shí)，設(shè)計(jì)年通過(guò)能力為120萬(wàn)噸。其控制部分采用的是ControlLogix系列的可編程序控制器控制。
　　散糧筒倉(cāng)工藝流程主要包括：船 至 車(chē)(卸船)、船 至 倉(cāng)(卸船)、倒倉(cāng)(倉(cāng) 至 倉(cāng)，翻倉(cāng))、(火)車(chē) 至 倉(cāng)(卸車(chē))、倉(cāng)(火) 至 車(chē)(裝車(chē))、倉(cāng) 至 船(轉(zhuǎn)船)、余料返回等七大類(lèi)流程。散糧筒倉(cāng)系統(tǒng)主要包括大型設(shè)備(大型設(shè)備是指輸送糧食的刮板機(jī)、皮帶機(jī)、斗提機(jī)等大型設(shè)備)、除塵器、閘閥三類(lèi)設(shè)備。
　　為了防止在物料輸送過(guò)程中發(fā)生堵料、重載停車(chē)和堆料等事故，要求流程基本的控制方式：?jiǎn)?dòng)時(shí)逆料流 順序啟動(dòng);流程停止時(shí)順料流順序停止;當(dāng)流程運(yùn)行過(guò)程中，如果流程內(nèi)某一設(shè)備出現(xiàn)故障，那么流程上游設(shè)備應(yīng)該緊急停止，下游設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，以免發(fā)生物料的 堵塞，從而造成糧食的撒漏或設(shè)備的損壞;當(dāng)故障排除后，再按照逆料流的順序依次起動(dòng)流程內(nèi)的設(shè)備。
　　由于物料在輸送過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，為防止粉塵引發(fā)安全事故，在大型輸送設(shè)備的兩兩連接處還安裝 了除塵器。要求在流程啟動(dòng)前5分鐘啟動(dòng)除塵器，流程設(shè)備停止后除塵器接著運(yùn)行5分鐘。如果在流程啟動(dòng)或者運(yùn)行中除塵器發(fā)生故障，那么要求除塵器所關(guān)聯(lián)的設(shè) 備要立刻停止，并且由此引發(fā)該設(shè)備的上游設(shè)備立刻停止。除塵器在控制上的特點(diǎn)是每個(gè)除塵器的啟停都可以用一的一個(gè)大型設(shè)備的運(yùn)行(選中狀態(tài))來(lái)選擇運(yùn) 行。
　　所需要控制的閘閥包括三通閘(TW)、開(kāi)關(guān)閥(AG)和與除塵系統(tǒng)相關(guān)的氣動(dòng)、電動(dòng)閥門(mén)。閘閥控制上的特點(diǎn)是可由上下游兩個(gè)大型設(shè)備或除塵器就可以確定閘閥的開(kāi)啟或開(kāi)閉方向。
　　整個(gè)系統(tǒng)可以允許同時(shí)4條流程作業(yè)。由以上工藝可以看出，散糧運(yùn)輸儲(chǔ)存控制系統(tǒng)是典型的順序控制系統(tǒng)?！?/p>