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基于ControlLogix平台的NetLinx网络构架在宣钢转炉上的应用

www.cechina.cn2010.08.26阅读 2262

        1 概述
        宣钢110t转炉采用了基于ControlLogix系统的NetLinx开放式网络构架,用三层网络实现转炉及公用部分PLC、操作站、服务器之间数据共享、实时交换。NetLinx结构将所有的元件无缝地集成在一个自动化系统内,从最简单的设备到各层管理控制,帮助用户增进灵活性、减少安装费用、提高生产率。
        2 NetLinx网络构架的组成及应用
        宣钢110t转炉采用 NetLinx开放式网络构架是罗克韦尔自动化运用开放的联网技术,实现从车间层到顶层无缝集成的解决方案。NetLinx构架的三层网络DeviceNet,ControlNet,和EtherNet/IP采用统一的网络协议,共享一组相同的通讯服务。
        在生产过程中需要采集自动化系统运行过程中的各种数据www.cechina.cn,用于人机界面显示,数据分析、趋势图绘制、故障处理和维护等。因此,工业自动化系统的网络必须提供控制、配置和数据采集三种服务,这样才能让网络更加高效、灵活,从而提高自动化的整体性能。在NetLinx网络构架中,计算机、PLC、I/O和其他设备都连接在网络上,控制、配置和采集功能的实现不需附加的程序和连线,即使有不同种的总线,由于使用相同的应用层协议,只需用简单的网络设备,无须附加程序就可以完成互连、互通。(网络结构如图一所示)


        图一  三层网络结构图

        2.1  DeviceNet网络的特点及应用
        DeviceNet是低层工业设备网络的理想解决方案。在转炉氧枪变频器、煤气鼓风机6kv变频器等设备中都使用设备网,实现实时访问设备信息。每台设备与I/O模块之间进行硬连接,可以通过设备网卡与PLC直接通讯,这种直接连接性减少了安装费用和接线时间。
        每个DeviceNet网络最多支持64个节点,多分支的网络结构使用单根电缆连接设备接口和用户控制系统,最大长度可达500米(通过扩展器则可超过4公里)。同时“灵巧”和“智能”设备将提供改进的更全面的诊断功能,预测故障提示可以有效的减少停机时间。
        2.2 ControlNet网络的特点及应用
        ControlNet网络是一种实时控制网络,在单一物理介质链路上提供对时间要求严格的I/O数据,以及报文数据的发送,包括编程和组态数据的上传与下载以及对等信息传递等。在ControlNet系统中,高速的控制和数据传输能力大大提高了实时I/O的性能和对等通讯的能力。
        ControlNet具有很高的确定性和可重复性,采用独特的生产者和消费者通讯模式,是一种实时、高效和精确的共享数据方法,保证了传输时间为可靠的常量,且不受网络上节点的增加或减少的影响。
        传输中使用光纤介质最远可达30公里,速度始终保持在5Mbps不会随距离而衰减,并且不受噪音影响。同时ControlNet还具有冗余功能,大大提高了网络的安全性。(网络结构解析如图二所示)


        图二  ControlNet网络冗余解析

        2.3 EtherNet/IP网络的特点和应用
        EtherNet/IP网络能够提供一整套实时控制、系统组态、以及数据采集服务。EtherNet/IP使用TCP/IP实现一般的通讯/信息交换服务www.cechina.cn,使用UDP/IP实现控制应用的I/O通讯服务。操作员可以方便地从PLC中采集数据,或从PC机中读取数据。同时利用RSLinx软件将控制数据集成到数据库中,提供生产调度、报表输出和数据分析的目的。
        2.4 控制器和通讯模块的特点
        ControlLogix控制系统采用Logix5000控制器,可最大寻址128000点DI/O,4000点AI/O及回路。各控制器能产生和使用系统标签控制工程网版权所有,使多个控制器共享输入信息和输出状态,非常实用。
        通讯模块采用1756系列智能I/O模块,种类繁多、可拆卸端子、具有带电插拔、自诊断、时间标记、模块标闪存升级、电子保险、单独隔离等功能。模块广播数据的速率可设定www.cechina.cn,并且1753-HSC高速记数模块每2ms就能更新数据,效率高。
        3   结语
        NetLinx开放式网络构架网络分层、分工明确,混合使用多种处理器,多种网络和I/O,使得系统灵活性强、易于集成、开放式结构、特有的固件升级,使系统在应用中功能强大,安全可靠www.cechina.cn,成本及维护费用低。经测算先进的控制网络系统,每月至少增加500多万元经济效益。

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