隨著新世紀(jì)工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展，羅克韋爾plc自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。 羅克韋爾plcrslogix5000通訊協(xié)議技術(shù)的編程方法比較簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，可靠性更好，可以達(dá)到電氣自動化控制的水平。以下是關(guān)于羅克韋爾plc小型系列與您分享plc自動控制系統(tǒng)在煉鋼轉(zhuǎn)爐升級改造應(yīng)用。該項目結(jié)合了實際生產(chǎn)，并對轉(zhuǎn)換器軟件，硬件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行了全面升級，極大地提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

　　1 前言

　　一臺煉鋼廠的100噸轉(zhuǎn)爐使用ROCKWELL plc控制系統(tǒng)投入運行。經(jīng)過6年的運行，由于羅克韋爾plc系統(tǒng)老化，故障率高，人力和物力資源投入大，嚴(yán)重影響了煉鋼的順利和直接生產(chǎn)。經(jīng)過技術(shù)人員的研究，決定對轉(zhuǎn)換器進(jìn)行全面升級。

　　2 改造前存在問題

　　2.1設(shè)備老化，故障率高

　　改造前三年，據(jù)統(tǒng)計，每年的故障數(shù)量達(dá)到30多次，故障時間約為3天。轉(zhuǎn)爐每次冶煉需要50分鐘。如此高的故障率嚴(yán)重地限制了轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定生產(chǎn)。

　　2.2停止備件并且訂購困難

　　PLC5模塊已停產(chǎn)，備件供應(yīng)非常困難，昂貴且難以保證，這對正常生產(chǎn)和設(shè)備的日常維護(hù)造成很大的隱患。

　　2.3老系統(tǒng)抗干擾能力有限。

　　羅克韋爾PLC系統(tǒng)中存在強(qiáng)烈的交流干擾信號。周圍電機(jī)的啟動和停止會導(dǎo)致PLC出現(xiàn)故障。

　　2.4該系統(tǒng)是開放的，多功能和靈活的。

　　原來的PLC5的DH +網(wǎng)絡(luò)很難與其他系統(tǒng)通信以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

　　3 改造措施

　　3.1轉(zhuǎn)型計劃

　　通信網(wǎng)絡(luò)從DH +升級到工業(yè)以太網(wǎng)。

　　3.2系統(tǒng)設(shè)計

　　3.2.1硬件組成

　　表1硬件配置表

　　序列號設(shè)備名稱型號(塊)

　　1、UPS電源COMET-S311

　　2、個機(jī)架13個插槽1756-A1310

　　3、個機(jī)架4個插槽1756-A41

　　4、電源模塊1756-PA7511

　　5、CPU模塊1756-L623

　　6、CPU電池1756-BA13

　　7、以太網(wǎng)TCP/IP通信模塊1756-ENBT/A3

　　8、羅克韋爾Controlnet通信輔助模塊1756-CNBR/D11

　　9、數(shù)字輸入模塊1756-IB1644

　　10、開關(guān)輸出模塊1756-OW16I27

　　11、模擬輸入模塊1756-IF1620

　　12、模擬輸出模塊1756-OF85

　　13、計數(shù)模塊1756-HSC2

　　14、T型水龍頭1786-TPR11

　　15、75Ω終端電阻1786-XT6

　　16、編碼器CE65S2

　　3.2.2軟件組成

　　操作系統(tǒng)：Win 7

　　編程軟件：羅克韋爾RSLogix5000編程軟件和ab Rslinx通信軟件配套使用，以及Rsview32HMI人機(jī)界面的制作

　　主持人：用DELL Business Machine替換

　　PLC處理器：CPU采用1756-L62

　　通訊模塊：1756-ENBT

　　網(wǎng)絡(luò)通訊：采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊結(jié)構(gòu)，滿足TCP/IP協(xié)議

　　3.2.3網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　原鋼轉(zhuǎn)爐網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。每個轉(zhuǎn)換器由一個小環(huán)組成。四個小環(huán)和公共饋電系統(tǒng)以及風(fēng)扇實用系統(tǒng)形成一個大的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。整個網(wǎng)絡(luò)中有27套PLC。在車載計算機(jī)上，數(shù)據(jù)交換頻繁并實時更新。由于沒有形成大環(huán)網(wǎng)，但采用了總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這些主要的隱患會導(dǎo)致多網(wǎng)絡(luò)崩潰。

　　改進(jìn)措施：首先用MOXA ED6008和MOXA EDS408A替換網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)，統(tǒng)一分配IP地址，并使用軟件設(shè)置確定大型環(huán)網(wǎng)中的主交換機(jī)，并為每個交換機(jī)設(shè)置通信協(xié)議，包括Moxa ED6008系列。該開關(guān)選擇帶ED6008系列冗余協(xié)議的Turbo Ring。對于Moxa ED408A系列交換機(jī)，采用IEEE802.1D冗余協(xié)議來確保網(wǎng)絡(luò)安全。連接環(huán)網(wǎng)時，首先檢查并標(biāo)記大環(huán)網(wǎng)的光纖重新點亮列。對于大型環(huán)網(wǎng)上的所有交換機(jī)，請按照端口7作為輸入線，端口8是輸出線原則。對于每個端口，TX端和RX端都標(biāo)記并連線。每次連接設(shè)備時，都會檢測到數(shù)據(jù)流量。大環(huán)網(wǎng)連接成功后，各交換機(jī)端口的數(shù)據(jù)流正常，各主機(jī)數(shù)據(jù)正常。

　　轉(zhuǎn)換前后轉(zhuǎn)換器的網(wǎng)絡(luò)圖如圖1和圖2所示。

　　3.3應(yīng)用程序編程

　　3.3.1編程羅克韋爾ControlLogix5000程序

　　由于PLC5 CPU和RSLogix5000 CUP處理字長和指令寫入規(guī)范，前者為16位，后者為32位。直接轉(zhuǎn)換程序不能直接使用。一些重要的功能必須由技術(shù)人員手動重寫，如I./O地址映射，控制網(wǎng)絡(luò)地址映射，通信指令等。ControlLogix5000采用以太網(wǎng)通信方式。優(yōu)化升級后，通信速度提高10倍以上。

　　圖1轉(zhuǎn)換前轉(zhuǎn)換器的網(wǎng)絡(luò)圖

　　圖2轉(zhuǎn)換后的變壓器網(wǎng)絡(luò)圖

　　3.3.2稱重鏟斗和裝配重量

　　在排出過程中，煉鋼輔助材料往往具有堆積和阻塞材料的現(xiàn)象。通過技術(shù)改進(jìn)，將組裝重量添加到每個輔助料倉的稱重料斗中，并通過控制程序控制鏈條，以確定是否存在庫存現(xiàn)象。并在操作屏幕上報警提醒，避免物料堆積，堵塞現(xiàn)象。

　　3.3.3全氬吹模式的發(fā)展

　　為了冶煉各種鋼和優(yōu)質(zhì)鋼水，開發(fā)了轉(zhuǎn)爐底部吹氬的全過程，提高了轉(zhuǎn)爐冶煉鋼和優(yōu)質(zhì)鋼水的冶煉能力。

　　3.4監(jiān)控屏幕創(chuàng)建

　　3.4.1監(jiān)控界面的升級主要是創(chuàng)建一個新的標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫，并與程序地址建立通信連接。

　　步驟1：創(chuàng)建新的OPC服務(wù)器以替換原始的直接驅(qū)動器通信，以使屏幕更具響應(yīng)性

　　加快。如圖3和圖4所示。

　　步驟2：更新數(shù)據(jù)庫標(biāo)簽格式并建立OPC通信協(xié)議。

　　步驟3：連接屏幕中的標(biāo)簽路徑以建立通信連接。

　　步驟4：建立以與羅克韋爾plc CPU建立數(shù)據(jù)映射。

　　步驟5：配置RSlinx通信連接。

　　圖3轉(zhuǎn)換前的

　　圖4轉(zhuǎn)型后

　　3.4.2實現(xiàn)主控操作界面，一臺多功能機(jī)

　　原來的煉鋼轉(zhuǎn)爐氧槍和原料主要由一臺主機(jī)操作。在實際的生產(chǎn)過程中，由于主機(jī)本身或網(wǎng)絡(luò)通信等，存在崩潰或網(wǎng)絡(luò)中斷，無法操作。技術(shù)人員長時間到達(dá)現(xiàn)場并且故障未及時處理，從而影響煉鋼，在控制系統(tǒng)的優(yōu)化和升級中，氧槍和原料主要由上位機(jī)操作，主要操作屏幕是多用途的。如圖5

　　圖5氧槍原料操作屏幕

　　4 實施效果

　　(1)故障率比轉(zhuǎn)換前低40%，故障處理時間≤1小時/月。

　　(2)備件用途廣泛。

　　(3)系統(tǒng)維護(hù)成本每年降低70%。

　　(4)系統(tǒng)的開放性，可擴(kuò)展性，靈活性和穩(wěn)定性得到顯著提升，并在每個位置實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)共享。

　　5 結(jié)語

　　羅克韋爾rslogix5000通訊協(xié)議豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗和良好的質(zhì)量和多功能性縮短了項目轉(zhuǎn)型時間，羅克韋爾plc工程轉(zhuǎn)型順利完成。主要完成plc控制系統(tǒng)改造，現(xiàn)場設(shè)備安裝，接線，調(diào)試等工作。