基于ControlLogix的炼轧水处理分布式控制系统研究

摘 要：本文阐述了RSVIEW SE组态软件的特点及使用方法，介绍了基于此组态软件的邯钢新区炼轧水处理分布式监控系统架构，并深入探讨了罗克韦尔公司的Allen-Bradley系列PLC与二级管理系统之间的通信。

关键词：RSVIEW SE；水处理；控制系统；通信

前言

在整个炼钢连铸及热轧生产过程中，水处理系统起着极其重要的辅助作用。炼轧水处理系统担负着整个炼轧生产项目的供水、回水处理等任务，在确保整个炼轧生产用水的同时，还需要最大程度节约新水的使用量。同时，整个炼轧水处理系统地域分布广，监控设备多。因此，采用传统的PLC集中控制方式和DCS集散系统都存在多方面的缺陷，故采用分布式计算机控制系统对整个系统进行控制。美国罗克韦尔公司是世界知名的分布式计算机控制系统的厂商。本文将阐述罗克韦尔公司的Allen-Bradley系列ControlLogix开发系统构成，介绍邯郸新区炼轧水处理分布式监控系统框架，监控系统的设计，并探讨了炼轧水处理系统PLC与二级管理系统通信的程序设计。

1 ControlLogix系统概述

一个ControlLogix控制系统主要由四部分组成：ControlLogix处理器模块，ControlLogix I/O模块，ControlLogix通讯模块和ControlLogix电源模块。

2 邯郸新区炼轧水处理分布式控制系统架构

邯郸新区炼轧水处理电气室由主控楼和污泥处理系统电气室组成。在主控楼设置PLC系统主站，在污泥处理系统电气室设置远程I/O站，远程I/O站通过光纤网连接，组成统一的PLC控制系统，由主控楼控制室集中控制。整个炼轧水处理共11台PLC控制器，6个操作站（采用RSView32人机接口软件）。邯郸新区炼轧水处理系统的硬件和软件均采用罗克韦尔自动化公司产品，分布式控制系统架构如图1，主要硬件和软件产品型号如下：

2.1 硬件型号

3 监控系统的设计

3.1 RSVIEW 32 组态软件的特点

RSView32是由罗克韦尔开发的一种对自动控制设备或生产过程进行高速、有效的监视和控制的，以Windows NT为平台的HMl人机接口软件包。它是第一个在图形显示中利用ActiveX、Visual Basic Application、OPC（面向过程控制的OLE）的HMI产品，提供了监视控制和数据采集等必要的全部功能，并且使用方便。它是一个可扩展性强、监视性能高并有很高再利用性的监控组态软件包。此外，由于支持ODBC/OLE2.0，无需再购入其他图形数据接口功能和数据库存取功能的软件，可大大节约开发时间和费用。

3.2 基于RSVIEW 32的监控系统的设计

RSview32软件是一种易用的、可集成的、基于组件的组态软件监控系统的开发界面包括系统、图形、警报、数据记录、逻辑和控制几个大项。

3.2.1 系统。系统中包含通道、节点、扫描类型、标记数据库、用户帐号、启动和命令行等内容。在通道中选择网络类型和网络驱动。本水处理系统使用TCP/IP通道。在节点中设置各个PLC和服务器。本系统包含11个PLC子站和一个监控节点，都选择OPC服务器作为数据源。标记数据库中记录了监控系统中的各个变量的标记，在RSView32中，连接到PLC的标记可以直接从PLC的标记库中导入，避免了重复定义，使用十分方便。

3.2.2 图形。图形菜单包含显示、库、参数和配方四个选项。所有的监控界面的显示界面都是在显示项目下完成的。

3.2.3 警报。在警报项目中设置警报的存储方式、存储文件目录和警报的严重程度等信息。并可以通过警报记录查看器查看已发生的警报内容。

3.2.4 数据记录。在数据记录中设置记录的文件名称、格式、路径，记录触发的条件等信息。

3.2.5 逻辑和控制。在逻辑和控制项目中，可以设置一些衍生标记，通过命令或宏来完成一些复杂的操作。RSVicw32中有一个强大的VBA IDE，可以用它为当前RSVicw32项目创建VBA程序，根据需要定制和扩展RSView32的功能。

4 PLC与二级管理系统通信的程序设计

由于A-B的PLC不能对自由接口进行编程，所以水处理系统PLC与二级管理系统之间选用SST-PFB-CLX嵌入式模块进行通信。SST-PFB-CLX安装在ControlLogix的背板上，通过背板总线和PLC进行通信。在模块和PLC控制器之间通过读和写输入输出映像区进行数据交换。发送数据时，PLC通过写输出映像区将数据传送到模块，模块程序再将数据传送到以太网；接受数据时，模块程序读入以太网的数据，PLC通过读输入映像区的数据将数据从模块传送到PLC。

该水处理系统PLC与加药间之间的通讯，通过SST-PFB-CLX通讯模块实现，且该水处理系统PLC作为从站，即SST-PFB-CLX只需接受数据。按图2配置硬件属性，图3配置寄存器Local：2：C.Data。输入数据可查看Local：2：I.Data[100]-[107]数据区，输出数据可查看Local：2：O.Data[100]-[107]数据区。

使用SST-PFB-CLX进行通讯时，RSLogix5000程序中需加入初始化程序，调试前去除Local：2：S.Data[2.0].0位。

5 结束语

分布式监控系统节省了大量电缆，增强了抗干扰能力；通过各种工艺参数历史变化趋势确定设备维修，降低了设备故障率和维护成本，保证了炼钢连铸及热轧循环供水，最大程度节省了生产运行成本。简单易用和功能丰富的监控界面使操作人员易于理解整个供水系统的工艺流程，能快速使用监控软件。本文中所实现的功能均已在邯钢新区炼轧水处理项目中得到很好的应用。该系统自2008年8月投入运行以来，系统运行正常，供水压力和流量稳定，废水利用率高，各项技术指标均达到设计要求。

参考文献

[1]分布式控制系统的发展与智能化[J].中国工控网.2006.2

[2]高钦和.可编程控制器应用技术与设计实例[M].人民邮电出版社.2004

[3]Rockwell Automation Company控制网网络[M].1999

作者简介：李小燕，职称：工程师，电气工程及其自动化，自动化一部。