1756-OB8

1756-OF4 1756-OB8 泉州金盛源电子贸易有限公司

张洛杰

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A-B PLC简介

A-B(艾伦-布拉德利Allen-Bradley)是Rockwell自动化公司的**品牌。罗克韦尔自动化是一家工业自动化跨国公司，为制造业提供*的动力、控制和信息技术解决方案。罗克韦尔自动化公司整合了工业自动化领域的**品牌，致力于打造*自动化解决方案，帮助客户提高生产力。这些品牌包括艾伦–布拉德利Allen-Bradley的控制产品和工程服务、道奇品牌Dodge的机械动力传输产品、瑞恩电气Reliance Electric制造的电机和驱动产品以及罗克韦尔软件Rockwell Software生产的工控软件。很多时候，在一些大型的装配机械应用中你可能需要做启停的顺序逻辑控制。这些顺序控制保证在使用急停电路之前和保护通道打开之前正确地停下你的机器，很明显，通过这样控制机器的停止是有好处的。如果一个自动化过程启动以后，你想在停止机器之前允许它结束工作，特别是有一个必需的装配顺序在你的自动化机器工作周期中。一个控制停止更优于使用急停，所以你不必释放信息的跟踪，或者在周期的中间停止。

这儿有一些你需要理解的编辑一个控制启停顺序逻辑的程序设计基础。我将调用我的那些主控位，对于启动按钮我也会定义。那些主控位用于逻辑中的任何地方，来防止自动化过程的再次启动和他们已经完成时的监测。

主控位定义：

启动请求(START_REQ)：在操作员按下必需的周期启动按钮(PB_START)后这个位闭合，在运行位(RUNNING)闭合后，这个位打开。

典型梯形图：

运行(RUNNING)：在启动请求发生之后，这个位闭合，通常在输送系统中较后一个电机启动以后。如果你没有输送电机这个梯级会直接闭合。如果你有输送电机或者在系统进入自动循环运行之前你可能要对其它的一些过程做预启动，那么插入较后一个电机的触点或预启动的条件在START_REQ和MCR指令之间，那么必须较后一台电机启动或预启动条件满足以后，运行位(RUNNING)才会闭合。这个运行位用在每一个顺序中来允许顺序启动。

下面是没有输送电机的典型梯形图：

 下面是有输送电机的典型梯形图：

停机请求(STOP_REG)：当周期停止按钮被按下，或者有人将机器从自动模式切换到手动模式时，停机请求位闭合。这个位也用在每一个梯级中，当停止请求发出后禁止设备再次启动，当停止位(STOPPED)闭合后，这个梯级被释放。

典型梯形图：

停机(STOPPED)：当同意停机位(OK_TO_STOP)被触发后这个位闭合，这个梯级触发后，上面的运行位被停止。
典型梯形图：


同意停机(OK TO STOP)：这个位监控机器中所有的顺序步。有代表性地，我写了一个位在周期中调用，为我机器中的每一个顺序。一旦我启动了一个站进入自动控制周期，我机器中的每个站都有一个循环位，如果那些站还在动作，我使用这个位就可以让我知道。如果所有的站都完成了动作，然后就可以停机了，停机请求位将保持直到站点再次启动。

典型的梯形图：

那么现在你对主控位有了一个基本的理解了，你可以用主控位来控制一个顺序逻辑的启停。在每一个顺序逻辑或机器上的自动控制站中，我调用了一些其它的子位：OK，INCYCLE和DONE，当所有的条件都满足后，就可以启动顺序逻辑，一旦顺序逻辑启动以后，就进入INCYCLE状态，然后完成一系列编程要求完成的动作。当站点返回到原位置的时候，那么完成位就是DONE。一旦完成位到来，那么INCYCLE位就断开，我们准备启动另外一个周期。下面的梯形图中你将注意到，主控位RUNNING对于启动过程来说是必需的，而且机器不能处在停机请求STOP REQUEST状态。

1 工艺介绍
    石油焦转运站系统主要由天车抓料系、破碎筛分系、提升系、分料输送系、收尘系组成。用来满足煅烧窑系统煅前日用料仓物料供给。主要抓料天车、调速皮带、破碎机、筛分机、输送皮带、斗式提升机、分料挡板等设备组成。其中破碎筛分系、提升系是两套系统，破碎筛分系统可以一备一用，也可以同时工作；提升系实现设备一备一用。工艺流程简图见下图1.



图1石油焦转运站工艺流程简图
2 控制系统设计及实现

    2.1 SLC500的特点

    SLC500模块化可编程控制器及输入输出模块由罗克韦尔自动化公司生产，产品目录号为1746和1747系列。该系列产品采用框架式结构，为在不同的工业现场使用提供了同样稳定可靠的平台.SLC500系统构成处理器、输入输出模块和相关外部设备。处理器功能强大、使用灵活，并有各种内置通讯方式和不同容量的内存供用户按需选择。根据用户的实际需要，输入输出模块可以非常方便的扩展。同时罗克韦尔自动化提供了便捷的内置通讯接口、种类丰富的第三方**模块、简单方便的基于WINOOWs平台的编程软件。因而SLC500成为当前市场上较为流行的中小型PLC之一。

    2.2 硬件配置

    基于SLC的上述特点，本系统采用了美国罗克韦尔自动化公司的SLC505 PLC。系统所需的输入/输出配置是:开关量输入100点；开关量输出50点；模拟量输入5点；模拟量输出2点；在适当考虑余量的基础上，实际的硬件配置如下：

    ⑴ CPU选用1747-L551；

    ⑵ 8块开关量输入，共16×8=128点；4块开关量输出，共16×4=64点；1块模拟量输入，共8×1=8点；1块模拟量输出，共4×1=4点；

    ⑶ 两个机架，分别是10槽和7槽；

    ⑷ 交换机一台

    ⑸ 上位监控操作员站一个

    ⑹ 工程师站一个

    2.3 系统网络拓扑

    上位机通过RSLINX软件，建立与PLC的联系,可以通过RS232和以太网任意一种通讯方式通讯。本控制系统中，上位机监控操作员站通过以太网借助交换机与PLC进行通讯，设置工程师调试接口，同时交换机预留和其他系统进行数据交换和通讯的端口。网络拓扑图见下图2.

    监控软件RSview-SE安装在上位监控计算机，开发出工艺流程界面，通过以太网一方面把设备的状态点取上来，在流程界面上显示；另一方面把操作员发出的操作命令送到PLC，进而通过PLC的输出驱动相应的设备做出动作响应。



图2 石油焦转运站系统网络拓扑图
    2.4 控制系统设计

    通过PLC程序完成石油焦转运自动控制系统，结合上位监控操作员站，在主控室实现对现场各个设备、工艺参数的监视、控制、操作、调整。

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    在程序设计中，考虑上、下游设备之间的关联性，设计了相关的连锁保护，下游设备不运行，上游设备无法启动；代表电机电流大小的4～20mA信号通过模拟量输入模块采集进PLC，送给监控界面显示,控制调速皮带速度的控制信号从监控软件写到PLC，再转换成4～20mA的标准模拟信号控制皮带调速。

    在这个系统中有以下几个需要注意、影响整个系统平稳运行的关键问题点：

    2.4.1 实现系统设备在线切换控制

    根据工艺设计要求，两套筛分系统、两个分料挡板和两台斗式提升机必须可以在线切换控制，即如果其中一套（台）设备出现故障，操作人员可以在不停料的情况下，立即把另外一套（台）设备加入流程控制，出故障的设备退出流程检修。

    设计的程序中考虑了在切换系统时，系统上、下游流程继续运行，新进入流程的和即将退出流程的设备有一个时间段是同时运行，具体的参数需要根据实际情况进行整定。这样能确保退出流程的设备里的物料能够完全排出，新进入流程的设备不会造成堵料。

    2.4.2 自动停车保护

    从安全角度考虑，在输送皮带两侧安装了拉绳开关。在斗式提升机的入口和出口处，安装了堵料报警开关。在设计程序时，编制了如下的保护。

    如果有人不小心摔到皮带上或者违犯规定穿越（跨、钻）正在运行的皮带碰到拉绳开关，系统会立即停车，并发出声光报警，提示操作人员前往检查、处理。处理完毕后，按压复位按钮清除故障，系统方可重新启动。

    一旦斗式提升机的入口或者出口出现堵料，堵料开关动作，系统会立即停车，并发出声光报警，提示操作人员前往检查、处理。处理完毕后，按压复位按钮清除故障，系统方可重新启动。

    在设计PLC程序时，把两个煅前日用料仓的高限报警信号引到PLC程序，一旦煅前日用料仓料位**过高限报警，操作人员没有发现，程序会自动保护性的停止系统。

    2.4.3 收尘器的脉冲振打控制

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    石油焦转运系统中有三个收尘器，为了延长脉冲阀的使用寿命，在咨询厂家技术参数的基础上，设计了收尘器收尘布袋脉冲振打控制的PLC程序。根据生产厂家提供的数据，在设计的PLC程序中采用定时器和计数器，精确地控制收尘器收尘布袋的脉冲振打时间和振打间隔时间，让脉冲阀按照固定的顺序依次振打。

3 上位机监控系统的设计

    3.1 RSview Supervisory Edition（RSview -SE）的特点

    RSview-SE作为Rockwell Software人机界面软件产品家族的一员，支持诸如安全、画面、报警、操作和报警记录、趋势等等HMI的核心功能，为企业提供集成的一体化的监控方案，为目前市场主流的上位机监控软件之一，广泛应用于冶金、化工、石油、食品、建材、水处理等领域，深受广大用户喜爱。它主要有如下特点：

    基于网络的分布式监控、共用的开发环境- RSview Studio、增强的罗克韦尔自动化优选连接方案、直接I/O数据关联、透明的数据集成、画面对象的VBA支持、数据通讯的冗余热备、集成了WINOOWs安全。

    3.2 监控系统设计

    正是看中了RSview-SE的上述优点，本设计选用RSVIEW-SE上位机监控软件来实现石油焦转运系统的操作员上位机监控。RSVIEW-SE提供了强大的项目组态功能，项目设计者可以利用现有的图形库，建立自己的图形对象，其模块化的设计方法，大大提高了项目开发效率。

    上位机监控系统包括系统工艺流程图画面和PC操作台画面。在操作台界面上，设计了所有的操作按钮，防止误操作，相关的按钮进行了集中放置；考虑到操作的方便性，部分设备设计了单动按钮。在工艺流程图界面上，为了能形象的反映现场设备的运行状况，采用动、静结合，不同的颜色表示不同的状态以及平面和立体相结合的方式，建立上位机画面。操作人员可以实时监视和控制整个工艺流程的设备运行状况、主要工艺参数，并可方便的在画面间切换。

    在画面上设计了设备的状态，系统启动前，按压试灯按钮，不满足启动条件的设备会出现红灯闪烁，这样检修人员就直接到对应的设备出检查处理，节约故障查找时间，提高效率。

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