一、引言：
國(guó)電浙江北侖第一發(fā)電有限公司一期輸煤系統(tǒng)，主要承擔(dān)公司＃1機(jī)組、＃2機(jī)組兩臺(tái)600MW機(jī)組的原煤的卸煤、供煤任務(wù)；同時(shí)擔(dān)負(fù)部分煤炭的中轉(zhuǎn)任務(wù)?？刂葡到y(tǒng)主要可分為卸船和進(jìn)倉(cāng)兩部分，分別采用一套雙機(jī)熱備的PLC-3來(lái)控制，其中卸船部分的PLC和進(jìn)倉(cāng)部分的PLC通過(guò)Peer-to-Peer方式進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交換，有兩臺(tái)上位機(jī)通過(guò)DH+網(wǎng)絡(luò)和PLC-3相連，另有三臺(tái)斗輪堆取料機(jī)通過(guò)RIO方式與系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。整個(gè)系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有皮帶機(jī)、卸料小車(chē)及輔助設(shè)備（磁鐵分離器、金屬探測(cè)器、取樣系統(tǒng)、集塵系統(tǒng)）進(jìn)行控制，同時(shí)與卸船機(jī)、斗輪機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行部分信息交換，達(dá)到集中控制的目的。
PLC-3是Rockwell Automation公司在二十世紀(jì)80年代早期推出的中型PLC，屬于第一代產(chǎn)品。PLC-3系列產(chǎn)品逐步退出歷史舞臺(tái)，其價(jià)格、供貨期、技術(shù)支持等方面已經(jīng)難以得到保證。另系統(tǒng)經(jīng)過(guò)15年的連續(xù)運(yùn)行，也已逐漸老化。主要表現(xiàn)出通訊速度慢；時(shí)有不明故障發(fā)生；而且編程監(jiān)測(cè)設(shè)備與系統(tǒng)連接困難，嚴(yán)重影響故障處理工作。
為了確保一期輸煤系統(tǒng)能更安全、更可靠的運(yùn)行，我們采用Rockwell Automation公司的ControlLogix系列產(chǎn)品對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造。
二、系統(tǒng)配置：
2.1 控制器說(shuō)明：
ControlLogix是Rockwell公司的第三代主流產(chǎn)品。由于ControlLogix可以處理的I/O容量很大，理論上單機(jī)就可以達(dá)到128000點(diǎn)開(kāi)關(guān)量信號(hào)或者4000路模擬量信號(hào)；而卸船系統(tǒng)和進(jìn)倉(cāng)系統(tǒng)總共1000點(diǎn)開(kāi)關(guān)量和40路模擬量信號(hào)，因此，我們將卸船系統(tǒng)和進(jìn)倉(cāng)系統(tǒng)的主機(jī)部分合并，采用一套ControlLogix系統(tǒng)進(jìn)行控制，CPU型號(hào)為L(zhǎng)55M24，并采用雙機(jī)架、雙控制器冷備方式進(jìn)行控制。
ControlLogix除了具有可靠性高、指令集豐富、聯(lián)網(wǎng)通訊能力強(qiáng)、I/O模板豐富、開(kāi)放性好等傳統(tǒng)PLC如PLC-5所具有的優(yōu)點(diǎn)以外，ContolLogix還具有傳統(tǒng)PLC所不具備的優(yōu)點(diǎn)。ControlLogix系列產(chǎn)品是一個(gè)真正的集成控制平臺(tái)，區(qū)別于傳統(tǒng)控制器只能滿足于單一控制要求，ControlLogix利用統(tǒng)一的編程軟件和一個(gè)公共系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)將順序控制、過(guò)程控制、傳動(dòng)和運(yùn)動(dòng)控制集成在一個(gè)框架內(nèi)。
2.2 控制網(wǎng)絡(luò)說(shuō)明：
系統(tǒng)采用冗余的ControlNet網(wǎng)絡(luò)連接計(jì)算機(jī)、PLC主機(jī)和I/O站點(diǎn)，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性。ControlNet是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域最現(xiàn)代化、最具競(jìng)爭(zhēng)力的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)，它是基于開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一種新發(fā)明的解決方案——生產(chǎn)者/客戶模式，滿足鏈接PLC處理器、I/O、計(jì)算機(jī)、操作員終端及其它智能設(shè)備所需的實(shí)時(shí)、高信息吞吐量應(yīng)用的要求，組合了I/O網(wǎng)絡(luò)和對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的功能，同時(shí)也提供這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的高速性能。ControlNet可以用于對(duì)信息傳送有時(shí)間苛刻要求的、高速率、高效率的場(chǎng)合，同時(shí)也允許傳送無(wú)時(shí)間苛刻要求的報(bào)文數(shù)據(jù)，但不會(huì)對(duì)有時(shí)間苛刻要求的數(shù)據(jù)傳送造成沖擊。
整個(gè)系統(tǒng)的控制設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)基本位于三個(gè)地方：煤控室、煤倉(cāng)和碼頭，因此位于同一地點(diǎn)的控制器、I/O及上位機(jī)站點(diǎn)可以直接采用冗余的同軸電纜連接。而煤控室、煤倉(cāng)層和碼頭之間由于距離較遠(yuǎn)，布線要經(jīng)過(guò)戶外，因此我們使用了光纖冗余網(wǎng)絡(luò)連接，以提高抗干擾性能。另由于三臺(tái)斗輪機(jī)上的控制電纜卷盤(pán)中的電纜無(wú)光纜也無(wú)同軸電纜，不能組建ControlNet網(wǎng)絡(luò)，考慮改造成本，且斗輪機(jī)和煤控室之間的通信量較少，其通訊電纜仍采用原有電纜1770－CD，在煤控室PLC1站的框架上增加兩塊DH+/RIO模塊組建RIO通訊網(wǎng)絡(luò)；斗輪機(jī)上的RIO站點(diǎn)保持不變。
2.3 上位機(jī)系統(tǒng)：
采用兩臺(tái)上位機(jī)，分別負(fù)責(zé)進(jìn)倉(cāng)和卸船作業(yè)，同時(shí)可以互為備用，即每臺(tái)都能完成進(jìn)倉(cāng)、卸船功能。
在計(jì)算機(jī)中安裝1784-PCIC使其可以通過(guò)ControlNet網(wǎng)絡(luò)和PLC連接，并可以進(jìn)行編程、程序上下載、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)、讀寫(xiě)PLC數(shù)據(jù)、監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備啟停等操作。監(jiān)控軟件采用Rockwell Software公司的RSView32，采用簡(jiǎn)潔、明晰、直觀的動(dòng)態(tài)圖形來(lái)表示各各設(shè)備的狀態(tài)，并詳細(xì)記錄設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障信息等，并能以靈活的方式查詢這些信息。
三、項(xiàng)目實(shí)施：
由于在改造項(xiàng)目的實(shí)施期間，系統(tǒng)仍然需要對(duì)＃2機(jī)組進(jìn)行供煤，每天可供使用的停機(jī)改造時(shí)間僅為4小時(shí)，因此在如何保證機(jī)組正常發(fā)電的基礎(chǔ)上，完成好輸煤系統(tǒng)的改造成為此項(xiàng)目的關(guān)鍵。
我們充分利用了ControlLogix系統(tǒng)與原DH＋/RIO通訊兼容的特點(diǎn)，將整個(gè)改造過(guò)程分為四步。
3.1 程序設(shè)計(jì)
基于IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)的RSLogix5000編程軟件和Logix5550控制器豐富的指令集，使我們充分利用了已有的編程技能。用戶自定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和基于標(biāo)簽的尋址方式使得編程更加輕松，使控制程序具有更高的可讀性，也能減少編程和調(diào)試運(yùn)行中的錯(cuò)誤，便于用戶的維護(hù)。
在編程中過(guò)程中我們放棄了對(duì)原系統(tǒng)程序直接升級(jí)的方法進(jìn)行程序編制，而是充分考慮并吸收了多年的實(shí)踐操作和應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，編制了更加適合本系統(tǒng)的邏輯控制流程圖。在程序中所有應(yīng)用于邏輯控制的輸入輸出信號(hào)均不直接使用輸入輸出模塊標(biāo)簽，而采用了中間變量作為傳遞的橋梁，在系統(tǒng)更換為ControlLogix系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程中可避免對(duì)系統(tǒng)控制邏輯程序的修改。
3.2 工藝功能的調(diào)試。
在ControlLogix框架中安裝DH＋/RIO模塊，采用RIO方式與原系統(tǒng)I/O模塊連接，調(diào)試PLC程序的邏輯功能與上位機(jī)系統(tǒng)的人機(jī)界面功能。
由于在程序設(shè)計(jì)中以流程圖為標(biāo)準(zhǔn)編程并按照設(shè)備來(lái)劃分不同的控制子程序，在調(diào)試中根據(jù)調(diào)試進(jìn)程的安排可單獨(dú)測(cè)試某個(gè)設(shè)備的功能，大大加快了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的速度并增加了調(diào)試過(guò)程中的安全性。如圖四所示為程序結(jié)構(gòu)圖。這樣就完成了新系統(tǒng)各控制邏輯功能的調(diào)試并同時(shí)完成了上位機(jī)人機(jī)界面各畫(huà)面功能的調(diào)試。
3.3 系統(tǒng)的改接線
利用進(jìn)倉(cāng)的時(shí)間間隔，將原來(lái)接在1771 I/O模塊上的信號(hào)線改接到新增加的羅克韋爾公司1492-IFM40F接線座上，再通過(guò)1492-CABLExxxQ電纜連接1756或1771系列模塊上。這是實(shí)現(xiàn)本次不停機(jī)改造的關(guān)鍵，我們先使用1492-CABLExxxQ電纜與備用的1771接線端子進(jìn)行連接，在系統(tǒng)的進(jìn)倉(cāng)間隔中，將原系統(tǒng)信號(hào)線逐步改接到1492-IFM40F接線座上，并利用已完成的1492-CABLExxxQ電纜接回原I/O模，這樣在保證了項(xiàng)目改造穩(wěn)步進(jìn)行的同時(shí)，保證了機(jī)組正常供煤的需求。
3.4 ControlLogix系統(tǒng)的安裝。
安裝完各處ControlLogix框架及模塊后，利用前期完成的帶1756接線臂的1492-CABLExxxQ電纜連接ControlLogix系統(tǒng)的I/O模塊與1492-IFM40F接線座，并將原程序中使用的1771I/O模塊標(biāo)簽改為1756I/O模塊的標(biāo)簽。
借助ControlLogix系統(tǒng)提供的優(yōu)越性能，我們僅用了六周的時(shí)間就完成了系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)改造工作。
四、結(jié)束語(yǔ)：
多年使用Rockwell公司的自動(dòng)化產(chǎn)品，其可靠性給我們留下了深刻的印象，此次系統(tǒng)改造的成功實(shí)施，使我公司一期輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)化程度得到了大幅度的提高，ControlLogix系統(tǒng)的先進(jìn)性得到了充分的體現(xiàn)。
