工业电子中的新一代集成控制系统在化纤行业中的应用
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2020-12-06
17:12:19
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工业电子中的新一代集成控制系统在化纤行业中的应用工业电子中的新一代集成控制系统在化纤行业中的应用
一 引言 利用嵌入式技术,可以很容易地将以太网技术引入到工业测控领域,与现场总线分工合作，有机
结合成为解决当前中、大型自控系统实时性和可靠性矛盾的主要途径之一。 我们在济南正昊化纤新材
料有限公司涤纶短纤维后处理控制系统中使用新一代控制系统理念。采用ControlLogix系统，结合工业以太网和
现场总线技术,进行系统集成,使得系统的可靠性、先进性、开放性、易维护性及可扩展性大大提高。整个自动化
控制过程严格按照涤纶短纤维后处理工艺流程进行，并有多级报警记录，完成不同的过程控制，实现了管控一
体化，优化和提高了系统控制的性能和效率。 二 控制系统的构成与配置 济南正昊化纤新
一 引言
利用嵌入式技术,可以很容易地将以太网技术引入到工业测控领域,与现场总线分工合作，有机结合成为解决当前中、大型
自控系统实时性和可靠性矛盾的主要途径之一。
我们在济南正昊化纤新材料有限公司涤纶短纤维后处理控制系统中使用新一代控制系统理念。采用ControlLogix系统，结
合工业以太网和现场总线技术,进行系统集成,使得系统的可靠性、先进性、开放性、易维护性及可扩展性大大提高。整个自动
化控制过程严格按照涤纶短纤维后处理工艺流程进行，并有多级报警记录，完成不同的过程控制，实现了管控一体化，优化和
提高了系统控制的性能和效率。
二 控制系统的构成与配置
济南正昊化纤新材料有限公司目前拥有两条涤纶短纤维生产流水线，年产量为7万吨。控制系统采用的是美国RockWell公
司的具有冗余功能的ControlLogix系统，每条生产流水线具有相同的硬件和软件配置。其硬件结构及网络配置如图（一）所
示：
系统下层由美国罗克韦尔公司的ControlLogix 5555 PLC、Flex I/O、1336-Force变频器以及欧姆龙小型PLC组成。
ControlLogix 5555 PLC与现场Flex I/O之间通过现场总线ControlNet连接；与1336-Force变频器和欧姆龙小型PLC之间通过现
场总线ControlNet和DeviceNet连接。DeviceNet与ControlLogix之间通过1788-CN2DN模块连接，共同完成涤纶短纤维后处理
的过程控制及现场参数的测量和控制任务。
系统上层采用三台戴尔工控机作为监控站,其中一台作为工程师站，两台作为操作员站。工程师通过工程师站完成网络组
态， 建立过程数据库， 建立流程图画面， 编制各种报表， 设计控制程序等功能;操作人员通过操作员站完成对连续和非连续
生产过程进行监视和控制，信号报警和报警打印， 趋势打印和显示， 日志和报表打印， 流程图画面显示， 系统状态显示等
功。每台工控机上个安装一块1784-PCIC卡(把PC机连上由ControlLogix 5555 PLC与现场Flex I/O之间构成的ControlNet网络),
配以Windows 2000 Server操作系统和美国罗克韦尔公司的监控软件RSView 32 为运行环境。系统软件具有丰富的流程操作、
监控、通信、报警、管理、趋势记录和诊断功能，完成涤纶短纤维后处理工艺流程控制和各种参数显示。信息中心通过
EtherNet与工控机连接,实时采集涤纶短纤维后处理控制的各种参数和生成生产系统报表,实现生产监控和协调管理功能。
（1）、主控站
济南化纤涤纶短纤维后处理的自动化控制系统主控站采用的是美国罗克韦尔公司的具有冗余功能的ControlLogix 系统。
ControlLogix 系统具有开发性能好、可靠性高、诊断功能强、编程功能丰富等优点。按照工艺控制功能要求和分散控制的设计
思想，每条生产线的主控制站系统有两套硬件完全相同的配置单元,其配置如图（二）所示。
其中1756-PA72为电源模块;1756-L55M13为处理器，该处理器具有很大的存储容量(1.5M)和很强的运算功能, 能完成多种
操作控制;通过以太网和现场总线ControlNet、DeviceNet网络，实时接受上一级指令和对本单元机组内各控制系统实现协调控
制。主控系统通过1756-SRM冗余模块,完成系统的冗余功能;通过1756-CNBR通信模块,连接ControlNet网络.实时接收和发送
ControlNet网络上的信息.
（2）、现场Flex I/O
美国RockWell 公司生产的Flex I/O 系列产品是一种灵活的、高性能价格比的适合于分布式应用的模块化I/O系统.它可以提
供那些由大型的、机架安装的I/O系统所能提供的所有功能.通过Flex I/O,可以独立地选择I/O类型和网络(Remoto I/O;Profibus-
DP; ControlNet;EtherNet/IP等)来满足饮用的需要. 济南正昊化纤新材料有限公司涤纶短纤维生产线中每条生产线配置六个现场
Flex I/O (1-6)站. 现场的Flex I/O站是以点对点的接线连接到现场传感器或现场仪表设备，完成实时数据采集或控制输出。由主
控站处理器通过ControlNet网络下达的各种命令控制信息，以完成各种实际操作。现场Flex I/O (1-6)中,各单元分别由适配器模
块(1794-ACRN15);开关量输入/输出模块(1794-IB16XOB16P;1794-IB16;1794-OB16);模拟量输入/输出模块(1794-IE8,1794-
OE8)和RTD模块(1794-IR8)组成.以现场Flex I/O—2为例,其配置如图（三）所示。
其中1794-ACRN15是一种适配器模块,用于Flex I/O连接ControlNet网络并与主控系统进行通信,传递各种信号和命令的通
道。每个适配器可以驱动8个端子模块,允许最大点数:256点数字I/O，64点模拟I/O输入，32点模拟I/O输出。1794-IR8是RTD
输入模块,它提供(16位)8路RTD输入,能将现场铂电阻信号直接转换成数字量信号,大大提高控制的速度和精度.
（3）设备层DeviceNet现场总线系统
济南正昊化纤新材料有限公司现场设备层采用现场总线DeviceNet，DeviceNet的特点有：减少安装成本和硬件的费用;减
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