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摘?要 在水泥生产线自动化控制领域，罗克韦尔自动化的软硬件已经得到了广泛的使用，在华润水泥（南宁）有限公司的一二期水泥生产线和余热发电的自动化控制系统采用的都是罗克韦尔的软硬件，这些软硬件以其稳定的性能、易于使用的特点得到工控人员的广泛认可。本论文主要是简单介绍这个自动化控制系统以及在华润水泥（南宁）项目中的应用。
关键词 上位软件；下位软件；网络；冗余热备
中图分类号 TP 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)061-0193-01
项目简介：华润水泥（南宁）有限公司项目总投资13亿元，建设2条工艺先进的日产5?000吨水泥熟料新型干法水泥生产线。该工程采用当今国际最先进的旋风预分解窑新型干法水泥生产工艺技术，采用集散控制系统，整个生产流程自动化，配备有齐全的环保收尘设备，并同期建设余热发电机组，同时投入使用，具有良好的社会、经济、环境效益。
1 罗克韦尔ControlLogix系统的概述
罗克韦尔自动化的ControlLogix控制系统，以PLC和DCS融合发展的集成控制方式，改变了传统意义上PLC的局限性，面向实时控制、数据采集和系统组态目标开发的NetLinx通讯体系结构，将过程控制，顺序控制，传动系统，通讯网络集成在一个统一的平台上，使系统的开发，应用，维护成本大大降低，在快速简捷的顺序控制的基础上，增强了过程控制的能力。
2 ControlLogix控制系统在华润水泥（南宁）项目中的应用
2.1 概述
罗克韦尔的软件分为上位软件与下位软件、接口驱动软件、网络配置软件等。其中，上位人机界面软件目前较常采用RSView SE套装软件，其中一线使用的是4.0版本，二线使用的是5.0版本；下位组态编程软件RSLogix 5000 16版本软件；接口驱动软件就是RSLinx；而网络配置软件有RSNetworx for ContolNet。
使用的硬件是罗克韦尔的ControlLogix 平台的CPU与IO 模块。
2.2 网络介绍及应用
2.2.1 控制与信息网络
根据水泥工艺的流程，一线项目划分为矿山、原料调配、原料磨、窑尾、窑头、水泥磨以及余热发电七个主站，二线项目则分为原料磨、窑尾、窑头、水泥磨、水泥包装和余热发电六个
主站。
以下为项目生产的网络描述：
EtherNet/IP：这种网络主要用来与计算机人机界面软件RSView SE进行以太网通讯交换数据，实现对现场设备的人机监控。网络线使用普通以太网电缆，不需要软件来配置网络。主站之间使用的就是这种网络，其中二线使用的是以太网环网，使控制信息实现冗余，保证了通讯网络可以在有电缆断开的情况下依然不会瘫痪而继续保持畅通。
ControlNet：广泛应用于ControlLogix平台的控制网，A/B通道冗余，主要用于扩展远程IO模块。这个网络相当于一个交换平台，只要遵循此协议的硬件都可以与控制器交换信息。网络线使用同轴电缆，比如RG6电缆。使用RSNetworx for ContolNet 软件配置网络。主站与子站之间通过控制网来完成通讯，因是A/B通道冗余，当其中一条同轴电缆出现问题时不会影响设备运行，提高了设备的运转率。
2.2.2 现场总线
生产线还将部分数据通过现场总线方式传输到PLC控制系统，简化了硬件的设计，整个系统结构清晰，连线少，而且系统扩充性好。现场总线介绍如下：
Profibus-DP：主要用于连接变频器、软启动器、电动阀等。这种网络的网络线使用紫色的485专用电缆，使用SST Profibus Configuration Tool软件配置网络。
Profibus-PA：经DP/PA耦合器转换而来，主要用于连接温度、压力仪表等。这种网络的网络线使用黑色的专用PA电缆，使用SST Profibus Configuration Tool软件配置网络。
Modbus：主要用于连接电表网络。这种网络的网络线使用黑色的485双绞线电缆，不需要软件配置网络。
2.3 上位软件
上位监控人机界面软件为罗克韦尔的RSView SE冗余热备套装软件。给服务器和客户端安装相应的授权即可。
要想在服务器故障期间，确保监视和控制功能损失的最小化，RSView SE软件提供了冗余特性，包括：
1）在最糟糕的情况下，客户端在5秒钟内检测到与主服务器的通讯丢失，然后在少于30秒钟就可以切换到从服务器。通常，客户端在5秒钟内检测到服务器故障，且在少于5秒钟的时间内就能够完成故障切换（连接到从HMI 服务器）。这意味着，客户端在应用项目的运行过程中也许不会看到任何中断。
2）RSView SE和内置的FactoryTalk提供的冗余能力对客户端来说是完全自动化和透明的。在服务器故障检测和切换过程中，操作员不需要采取任何措施或重新启动软件，以持续使用该系统。
3）在故障切换过程中，操作员可以继续与仍然在线的服务器交互。在显示故障服务器数据的显示域中会出现一个线框视图，以便通知操作员不使用这些可能不正确的标签值。
4）一旦系统切换到备份服务器，客户端会持续正常工作。
5）当主服务器重新可用时，系统能够自动切回主服务器。
两个服务器互为冗余热备，服务器同时运行HMI服务器、数据服务器、历史数据服务器、报警服务器，客户端的相关数据都从这些服务器取得。
2.4 下位软件
罗克韦尔的下位梯形图编程软件为RSLogix5000，主要用来对ControlLogix系统的cpu进行编程，包括对ControlLogix1756-L6X等cpu编程。其软件编程特点是对应模块的地址是相对于槽位的固定结构型数据地址。 2.5 接口驱动软件
罗克韦尔的网络接口驱动软件就是RSLinx，RSLinx GateWay版本基本上就是一个全版本的软件。
除了上位和下位的连接，我们还应用其支持的OPC协议与质管部的原料配料系统进行数据交换，完成质管部对原料配料的调配控制。同时还将数据传输给公司网上工厂服务器，在公司局域网中能查看生产线的设备运行状况和参数显示，使公司领导及有关人员能即时了解生产线的运行状态。
2.6 硬件的应用
1）生产线使用的数字、模拟输入输出硬件模块主要为1756系列的IB32，OB32，IF16，OF8等。这些硬件大部分都有自诊断功能，比如通道损坏、通道开路等故障诊断。
2）总线数据传输则是通过SST-PB3-CLX-RLL模块作为“桥梁”。所有的输入输出模块均支持热插拔，允许用户在不关闭系统，不切断电源的情况下取出和更换损坏的模块，从而提高了系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性等。
3）机架电源模块为1756-PA72。CPU则采用的是L62，其中余热发电和二线的窑头窑尾和原料主站采用了ControlLogix硬件冗余功能，其硬件结构由两组完全一样的控制器框架组成，两块CPU同时在系统中运行，当其中任一块CPU发生故障时另一块CPU立即监视到并发出报警，自动将正常的CPU投入主控模式。CPU的无扰切换，使系统一直受控，确保了安全。在组态软件中能看到每个模块的工作状态，便于相关技术人员进行监测；CPU安装有电池可以保障在外电丢失的情况下防止程序丢失，CPU模块中的电池状态也可观测，可以在第一时间内对有故障的电池进行更换。
3 罗克韦尔控制系统在华润水泥南宁项目中的成功应用
华润水泥（南宁）公司自投产以来，系统运行稳定，设备的调试和故障诊断方便快速，缩短了设备排查故障的时间。ControlLogix控制系统在设计和使用中灵活多变，所以在投产后的后续技改项目均能较容易的找到有效的解决方法，充分体现系统的可扩展性能。
参考文献
[1]Rockwell Automation:ControlLogix选型指南.
[2]美国A-B PLC自动化硬件及软件手册.
[3]Rockwell Automation:Publication IA-BR002C-ZH.集成架构.
关键词 上位软件；下位软件；网络；冗余热备
中图分类号 TP 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)061-0193-01
项目简介：华润水泥（南宁）有限公司项目总投资13亿元，建设2条工艺先进的日产5?000吨水泥熟料新型干法水泥生产线。该工程采用当今国际最先进的旋风预分解窑新型干法水泥生产工艺技术，采用集散控制系统，整个生产流程自动化，配备有齐全的环保收尘设备，并同期建设余热发电机组，同时投入使用，具有良好的社会、经济、环境效益。
1 罗克韦尔ControlLogix系统的概述
罗克韦尔自动化的ControlLogix控制系统，以PLC和DCS融合发展的集成控制方式，改变了传统意义上PLC的局限性，面向实时控制、数据采集和系统组态目标开发的NetLinx通讯体系结构，将过程控制，顺序控制，传动系统，通讯网络集成在一个统一的平台上，使系统的开发，应用，维护成本大大降低，在快速简捷的顺序控制的基础上，增强了过程控制的能力。
2 ControlLogix控制系统在华润水泥（南宁）项目中的应用
2.1 概述
罗克韦尔的软件分为上位软件与下位软件、接口驱动软件、网络配置软件等。其中，上位人机界面软件目前较常采用RSView SE套装软件，其中一线使用的是4.0版本，二线使用的是5.0版本；下位组态编程软件RSLogix 5000 16版本软件；接口驱动软件就是RSLinx；而网络配置软件有RSNetworx for ContolNet。
使用的硬件是罗克韦尔的ControlLogix 平台的CPU与IO 模块。
2.2 网络介绍及应用
2.2.1 控制与信息网络
根据水泥工艺的流程，一线项目划分为矿山、原料调配、原料磨、窑尾、窑头、水泥磨以及余热发电七个主站，二线项目则分为原料磨、窑尾、窑头、水泥磨、水泥包装和余热发电六个
主站。
以下为项目生产的网络描述：
EtherNet/IP：这种网络主要用来与计算机人机界面软件RSView SE进行以太网通讯交换数据，实现对现场设备的人机监控。网络线使用普通以太网电缆，不需要软件来配置网络。主站之间使用的就是这种网络，其中二线使用的是以太网环网，使控制信息实现冗余，保证了通讯网络可以在有电缆断开的情况下依然不会瘫痪而继续保持畅通。
ControlNet：广泛应用于ControlLogix平台的控制网，A/B通道冗余，主要用于扩展远程IO模块。这个网络相当于一个交换平台，只要遵循此协议的硬件都可以与控制器交换信息。网络线使用同轴电缆，比如RG6电缆。使用RSNetworx for ContolNet 软件配置网络。主站与子站之间通过控制网来完成通讯，因是A/B通道冗余，当其中一条同轴电缆出现问题时不会影响设备运行，提高了设备的运转率。
2.2.2 现场总线
生产线还将部分数据通过现场总线方式传输到PLC控制系统，简化了硬件的设计，整个系统结构清晰，连线少，而且系统扩充性好。现场总线介绍如下：
Profibus-DP：主要用于连接变频器、软启动器、电动阀等。这种网络的网络线使用紫色的485专用电缆，使用SST Profibus Configuration Tool软件配置网络。
Profibus-PA：经DP/PA耦合器转换而来，主要用于连接温度、压力仪表等。这种网络的网络线使用黑色的专用PA电缆，使用SST Profibus Configuration Tool软件配置网络。
Modbus：主要用于连接电表网络。这种网络的网络线使用黑色的485双绞线电缆，不需要软件配置网络。
2.3 上位软件
上位监控人机界面软件为罗克韦尔的RSView SE冗余热备套装软件。给服务器和客户端安装相应的授权即可。
要想在服务器故障期间，确保监视和控制功能损失的最小化，RSView SE软件提供了冗余特性，包括：
1）在最糟糕的情况下，客户端在5秒钟内检测到与主服务器的通讯丢失，然后在少于30秒钟就可以切换到从服务器。通常，客户端在5秒钟内检测到服务器故障，且在少于5秒钟的时间内就能够完成故障切换（连接到从HMI 服务器）。这意味着，客户端在应用项目的运行过程中也许不会看到任何中断。
2）RSView SE和内置的FactoryTalk提供的冗余能力对客户端来说是完全自动化和透明的。在服务器故障检测和切换过程中，操作员不需要采取任何措施或重新启动软件，以持续使用该系统。
3）在故障切换过程中，操作员可以继续与仍然在线的服务器交互。在显示故障服务器数据的显示域中会出现一个线框视图，以便通知操作员不使用这些可能不正确的标签值。
4）一旦系统切换到备份服务器，客户端会持续正常工作。
5）当主服务器重新可用时，系统能够自动切回主服务器。
两个服务器互为冗余热备，服务器同时运行HMI服务器、数据服务器、历史数据服务器、报警服务器，客户端的相关数据都从这些服务器取得。
2.4 下位软件
罗克韦尔的下位梯形图编程软件为RSLogix5000，主要用来对ControlLogix系统的cpu进行编程，包括对ControlLogix1756-L6X等cpu编程。其软件编程特点是对应模块的地址是相对于槽位的固定结构型数据地址。 2.5 接口驱动软件
罗克韦尔的网络接口驱动软件就是RSLinx，RSLinx GateWay版本基本上就是一个全版本的软件。
除了上位和下位的连接，我们还应用其支持的OPC协议与质管部的原料配料系统进行数据交换，完成质管部对原料配料的调配控制。同时还将数据传输给公司网上工厂服务器，在公司局域网中能查看生产线的设备运行状况和参数显示，使公司领导及有关人员能即时了解生产线的运行状态。
2.6 硬件的应用
1）生产线使用的数字、模拟输入输出硬件模块主要为1756系列的IB32，OB32，IF16，OF8等。这些硬件大部分都有自诊断功能，比如通道损坏、通道开路等故障诊断。
2）总线数据传输则是通过SST-PB3-CLX-RLL模块作为“桥梁”。所有的输入输出模块均支持热插拔，允许用户在不关闭系统，不切断电源的情况下取出和更换损坏的模块，从而提高了系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性等。
3）机架电源模块为1756-PA72。CPU则采用的是L62，其中余热发电和二线的窑头窑尾和原料主站采用了ControlLogix硬件冗余功能，其硬件结构由两组完全一样的控制器框架组成，两块CPU同时在系统中运行，当其中任一块CPU发生故障时另一块CPU立即监视到并发出报警，自动将正常的CPU投入主控模式。CPU的无扰切换，使系统一直受控，确保了安全。在组态软件中能看到每个模块的工作状态，便于相关技术人员进行监测；CPU安装有电池可以保障在外电丢失的情况下防止程序丢失，CPU模块中的电池状态也可观测，可以在第一时间内对有故障的电池进行更换。
3 罗克韦尔控制系统在华润水泥南宁项目中的成功应用
华润水泥（南宁）公司自投产以来，系统运行稳定，设备的调试和故障诊断方便快速，缩短了设备排查故障的时间。ControlLogix控制系统在设计和使用中灵活多变，所以在投产后的后续技改项目均能较容易的找到有效的解决方法，充分体现系统的可扩展性能。
参考文献
[1]Rockwell Automation:ControlLogix选型指南.
[2]美国A-B PLC自动化硬件及软件手册.
[3]Rockwell Automation:Publication IA-BR002C-ZH.集成架构.