ControlLogix系统在大型顺序（散粮筒仓）控制系统改造中的应用

    一、前言

    罗克韦尔自动化公司的自动化产品十几年来在国内得到了广泛的应用，特别是其顺序控制产品从PLC-3到ControlLogix系统已经应用到全国各行业的实际生产中。

    2002年，在秦皇岛港散粮码头筒仓改扩建工程中采用了罗克韦尔自动化的ControlLogix系统针对原有的控制系统（PLC-3）进行了改造，并增加了新建的筒仓控制系统，使原有筒仓和新建筒仓的设备在ControlLogix控制平台下进行统一控制。该系统从硬件改造到工艺控制流程都体现了ControlLogix系统的优越性。

    二、项目介绍

    秦皇岛港散粮码头筒仓系统于1991年由日本三菱公司建成，主要承担散粮货物的进出口及临时仓储任务，每年能达到120万吨的吞吐量，建成之初在亚洲堪称第一大散粮码头，随着国内经济的日益发展该码头逐渐不能满足现在的需要，所以秦皇岛港务局决定在原有筒仓的基础上进行改扩建。

    原控制系统分为筒仓控制部分、出口线控制部分（由天津电气传动所于1995年增加的）、卸船机控制部分和称重单元控制部分，其中筒仓控制部分采用的是罗克韦尔自动化公司的A-B PLC-3处理器和PLC-5系列I/O，该部分为此次项目改造的主要部分；卸船机部分和称重单元控制部分采用的是A-B PLC-5/15处理器，这两部分需要与原有的筒仓部分进行数据交换；出口线控制部分采用的是A-B PLC-5/25处理器，该部分原设计时没有和其他三部分控制系统进行控制上的连接。（硬件结构示意图见附图一）

附图一 硬件结构示意图

    此次项目改建在原有的78个小筒仓（总容量6.5万吨）的基础上，增加了7个大筒仓（总容量7万吨），全部新老系统I/O点数达到了12000点。新增加的筒仓的控制系统采用了ControlLogix系统I/O，并采用Logix5550处理器对所有I/O进行控制，替代原来的PLC－3处理器，通过DHRIO模板与原有的PLC－5系列的I/O进行通讯。

    三、硬件系统

    在该项目中，由于要保留原来老筒仓系统的I/O设备，同时采用最新ControlLogix的控制平台。先进的ControlLogix控制平台具有下列特点：

    1. 无缝连接－易于与现有的PLC集成；现有网络的用户可以与其它网络上的程序控制器透明的收发信息。

    2. 快速性－ControlLogix平台通过背板提供了高速的数据传输，而ControlLogix系列处理器提供了高速的控制平台。

    3. 可升级－根据实际需要增加或减少处理器或通讯模板的个数，可在一个框架内使用多个处理器；选择满足应用需求的控制器内存容量。

    4. 工业化－提供了一个硬件平台，可耐受振动、高温和各种工业环境下的电气干扰。

    5. 集成化－建立了一个集成多种技术的系统平台，包括顺序控制、运动控制、传动控制和过程应用。

    6. 结构紧凑－适用于高度分散控制并且配电盘空间有限的场合。

    经改造后的系统在硬件上保留了原PLC－5系统的I/O模板和Remote I/O适配器（包括筒仓部分和出口线部分），增加了新筒仓部分的ControlLogix系统的I/O及处理器。

    整个系统通过3条Remote链路与老筒仓部分（28个Remote I/O站点）和出口线部分I/O（8个Remote I/O站点）进行通讯连接；通过冗余的ControlNet网络与新筒仓部分的I/O进行通讯（8个ControlNet节点）；通过DH+链路与原系统的卸船机和新筒仓的集尘控制单元进行数据交换；在中控室我们将Remote I/O链路、DH＋链路、ControlNet链路和Ethernet链路通过相应的通讯模板集中在一个1756－A10建立了一个Gateway，并通过Ethernet与人机操作系统进行通讯，同时预留了一个DH+通讯口，方便用户通过Gateway（Ethernet－DH）与6台秤控PLC－5进行通讯调试。（详细系统配置图见附图二）。

    硬件系统特点：

    1. 继续采用原有老筒仓系统的I/O，降低了用户的硬件成本。

    2. 保留了原有老筒仓系统Remote I/O适配器（1771－ASB）的配置及其它的所有配置，只是将原有的处理器更新，最低限度的减少了改造老系统的风险性。

    3. 将独立的出口线部分的I/O联接到整个系统来，实现了全部I/O统一协调控制的功能，改变了原来使用出口线需要强制老筒仓机械设备信号的情况（使用出口线时需要用到老筒仓系统中的设备）。

    4. 采用一个1756－L55M14处理器，其强大的功能保证了多流程同时操作的处理能力和速度。

    5. Gateway平台将各种通讯形式汇集到一起，方便了处理器访问所有I/O，保证了全部控制的统一协调性。同时方便了不同网络上的设备间的通讯和工程师站对不同网络下的设备维护、（程序）修改工作。（见数据流向示意图）

    6. 利用1756－DHRIO上的DH+接口，为用户维护现有的6台称控PLC－5/15提供了方便（只需将通讯电缆联接到该端口上即可在工程师站通过Gateway（Ethernet）对称控PLC实现维护）。

    7. Gateway平台框架中预留的槽架为用户将来进行其他功能的扩展提供了方便。

    经过改造后的控制系统，整合了新老筒仓全部的控制功能，整体的解决了各个系统之间对其他系统的信号需求的要求，使所有设备从控制角度实现了统一的调度控制，改变了原出口线部分操作的时候需要外部人工参与的情况，提高了生产效率。

数据流向示意图