ControlLogix 控制系统在珠海广昌供水泵站中的应用.docx

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1、ControlLogix控制系统在珠海广昌供水泵站中的应用摘要：本文介绍了基于美国ALLENBRADLEY公司的ControlLogix构造体系，集成EtherNet、DeviceNet、Modbus网络的集中监视、分散控制的自动控制系统在供水行业的一个应用。关键词：ControlLogix系统、EtherNet网络、DeviceNet网络、Modbus网络Abstract:ThistextintroducedaccordingtotheUnitedStatesAllen-Bradleycompanyscontrollogixconstructionsystem,gatherEthernet,

2、DevicenetModbusthenetworksconcentrationsurveillance,scatteraboutthecontrolsanapplicationofautomaticcontrolsystematwatersupplyprofessionKeywords:controllogixsystem;EtherNet;DeviceNet;Modbus一.系统概述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

3、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、数据收集等。二.应用背景及系统选型由于整个泵站有17个综合保护器带RS232/RS485/光纤，数据传输通过Modbus，每一个综合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。根据我们使用自动化设备的经历，经认真分析比拟，我们选用美国AB公司的ControlLogix控制系统，配以Rsview32监控软件，实现泵站监控系统的各项功能，到达自动化控制系

4、统的目的。1美国AB公司的ControlLogix控制系统特点：无缝连接易于和现有PLC系统集成。快速ControlLogix构造在背板上提供了高速数据传输总线，Logix5550控制器提供了高速传输的控制平台。可组态提供了模块化控制方法。工业化进步了高强度平台，可耐受震动、高温及各种电气干扰。集成化建立了一个集中多种技术的平台，包括顺序控制、运动控制、传动和经过应用控制。构造紧凑适用于控制高度分散而配电盘空间有限的应用场合。2监控软件Rsview32Rsview32是RockwellAutomation公司开发的软件，通过编程可实现监控系统需要的人机界面。PLC收集的数据通过组态画面以多种显

5、示形式形象地显示出来如图1，操纵人员的可通过对画面的操纵传送给PLC。界面制作功能、通讯功能等强大操纵简单明了报警方式灵敏有效具有平安稳定的运行性能三系统工艺及配置系统配置如图：见图1此系统是一个基于ControlLogix构造体系集成EtherNet、DeviceNet、Modbus网络的集中监视、分散控制的自动控制系统。系统最下层为设备控制层DeviceNet网络和Modbus网络，主要完成消费设备的控制和数据收集；第二层为网络集成层，完成整个泵站系统的网络集成，负责接收下层输送的数据及接收上层指令并将指令传送到设备层，负责完成监控层与设备控制层之间的数据传输及交换；第三层为监控层，主要完

6、成整个泵站自动化控制系统在线监视及控制，并传输给总公司的信息治理系统和接收信息。1监控层控制中心本系统监控层采用Rsview32软件进展组态，它具有控制、数据治理、数据收集、数据记录、报警、趋势、报表生成等功能。效劳器上工程师可进展计算机治理、编程、日常维护；在操纵站上，值班员工能进展操纵控制和监视消费运行状态。如图2控制中心的主要功能：控制操纵：在控制中心能对系统上被控设备进展在线实时控制，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。显示功能：用图形形象、实时反映设备及PLC的运行状态；动态地显示工艺流程图及显示各种参数；动态显示模拟量的数值、开关信号，通过颜

7、色、文字显示、百分比、填充等手段生动地表达出来。数据治理：能建立消费数据库、操纵信息库、故障信息库数据处理：利用实时数据和历史数据，进展消费本钱分析及寻求最正确运行方式以到达节能的目的报警功能：当某一模拟量如电流、流量、压力、温度等的测量值超出设定的范围或者某一开关量如继电器触点、接触器触点、阀位等变化时，可据不同的需要设定进行分级报警。如输入到报警表、在屏幕报警栏显示、声光报警提示等。报表功能：能生成即时报表、日报表、月报表、年报表。平安功能：按不同操纵级别分别加密。开PC机自动进入监控系统，一般操纵人员只能在Runtime画面进展权限内的操纵而且无法退出Runtime画面。打印功能：能进展

8、报表、图形打印及事件、报警实时打印。2.网络集成层本系统网络集成层集成EtherNet、DeviceNet、Modbus网络。其硬件配置如下：1756-A4机架1756-PA72电源模块1756-L1Logix5550控制器1756-DNBDeviceNet网络通讯卡1756-ENETEtherNet网络通讯卡MVI56-MCMModbus网络通讯卡211756-L1Logix5550控制器Logix5550控制器是系统的核心，用软件RsLogix5000进展编程。221756-DNBDeviceNet网络通讯卡1756-DNB是DeviceNet扫描器接口模块，充当连接DeviceNet与C

9、ontrolLogix机架之间的接口。1756-DNB与DeviceNet网络设备进展如下通讯：与设备进展读/写操纵下载组态数据到设备监视设备的工作状态1756-DNB与ControlLogix机架内的Logix5550控制器进展通讯，进而提供：设备的输入/输出I/O数据设备的状态信息设备的组态数据读/写231756-ENETEtherNet网络通讯卡TCP/IP以太网是一个局域网，它允许大量的计算机、控制器及其它设备在以太网上进展远间隔的通讯。1756-ENET以太网通讯接口模块用于桥接以太网与其他网络，在本系统是桥接以太网与DviceNet网、Modbus网。24MVI56-MCMModb

10、us网络通讯卡MVI56-MCM是作为Modbus网与ControlLogix系统控制器背板之间的网关。它提供5000个字存储器用于Modbus网与控制器的数据交换。2设备控制层31DviceNet网络如图3DeviceNet基于CANbus技术，用于PLC与现场设备之间的通讯网络。它可连接开关、拖动装置、电源监控器、固态过载保护装置、条形码浏览器、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网络是符合国际工业标准的开放网络，将底层的设备直接和车间级控制器相连，而无需通过硬线将它们与I/O模块连接。世界范围的150多个销售商积极支持开放式

11、设备网销售者协会ODVA基于CAN技术的网络。这种64个节点、多支路的网络，允许用一根电缆去连接500m以内的设备、并远至用户的可编程控制器，无需用导线把每一个设备和一个I/O机架连接起来，总之所有这一切可以减少导线的费用并方便安装。3.1.14#站8#站对应1#5#蝶阀控制站，9#、10、14、15站对应风机控制站，12、13对应高压室备用站各站配置一样蝶阀控制站控制蝶阀的开/关、冷却水电磁阀的开/关；监测蝶阀的阀位、油路系统工况并进展冷却水流量的脉冲计数。配置如下：1761-NET-DNIMicrologix10003.1.21#3#站对应三套变频器控制站变频器控制站控制变频器的启/停及运

12、行频率，监测变频器运行状态、频率、温度、电流、电压。变频器是TOSHIBA产品，其配DeviceNet接口卡。3.1.311#站对应总管阀门控制站总管阀门控制站控制总管阀门的开/停/关，监测阀门的工况。配置如下：1761-NET-DNIMicrologix10003.1.418#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。配置如下：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32Modbus网络Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。

13、通过此协议，控制器互相之间、控制器经过网络和其它设备之间可以通讯。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商消费的控制设备可以连成工业网络，进展集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息构造,而不管它们是经过何种网络进展通讯的。它描绘了一控制器恳求访问其它设备的经过，假如回应来自其它设备的恳求，以及如何侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。在一Modbus网络上通讯时，此协议决定了每个控制器需要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。假如需要回应，控制器将生成反应信息并用Modbus协议发出。标准的Modbus口是使用一RS-232C兼容串行接口，它定

14、义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或者经过Modem组网。控制器通讯使用主-从技术，即仅一设备主设备能初始化传输查询。其它设备从设备根据主设备查询提供的数作出相应反响。主设备可单独和从设备通讯，也能以播送方式和所有从设备通讯。假如单独通讯，从设备返回一消息作为回应，假如是以播送方式查询的，那么不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备或者播送地址、功能代码、所有要发送的数据、错误检测域。从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和错误检测域。假如在消息接收经过中发生错误，或者从设备不能执行其命令，从设备将建立错

15、误消息并把它作为回应发送出去。在这个系统里是将SIEMENS公司的7SJ62X系列综合保护器通过RS485接口连接至Modbus网络通讯卡MVI56-MCM。通过Modbus网络，实现对各个开关柜的分合闸控制及监测其状态分合闸状态、电流值、电压值、频率等。四完毕语此基于ControlLogix构造体系的系统自2001年6月投入运行，一直能稳定平安运行，获得广泛好评。本系统的成功对供水行业自动化也许有一定的借鉴作用。参考文献【1】Rsview32用户手册【2】GettingResultswithRslogix5000TM【3】孙志刚，朱德森。USS协议和MODBUS协议的实现。机械与电子，20015作者简介：刘国强，男，1970年生，广东平远人，电气自动化工程师。1993年大学毕业，现就职于珠海市供水总公司技术设备部，从事电气自动化设计、开发、推广工作。地址：广东珠海市粤海中路2083号供水总公司：519020：075681322920