基于AB PLC多种网络在选煤厂的设计及应用

基于AB PLC多种网络在选煤厂的设计及应用摘要:本文介绍了AB PLC多种网络在选煤厂的设计,介绍系统结构为信息层、控制层、设备层三层网络结构。

同时讲解了各种网络的设计要点。

关键词:AB PLC 网络结构信息层控制层设备层选煤厂
1 AB PLC三层网络结构
传统的控制通信网络,如RS-485网络等,无法构成冗余系统,系统可靠性低,数据通信方式为命令响应式,系统的实时性；校验技术陈旧,容错、纠错能力差。

ControlNet是一种用于对信息传送有时间苛刻要求的、高速确定性的网络。

它允许传送无时间苛刻要求的报文数据,但不会对有时间苛刻要求的数据传送造成冲击。

该网络具有如下优点:(1)网络所有节点同步、信息吞吐量大、速度快、效率高,从而能实现精确的同步控制以及实时性高的网络控制。

(2)网络的任意节点均可主动向其他节点传送信息,可方便地构成冗余系统,系统可靠性高。

(3)节点可分成不同的优先级,以满足不同的实时要求。

(4)每帧信息都有CRC校验和其他校验措施,数据传输误码率极低。

(5)有严重故障的节点可自动从网络上切除,保证网络的正常运行。

罗克韦尔自动化的网络结构的开放性包括从工业的低层到控制层再到信息层的三层结构。

(1)信息层网络,信息层是整个自动化网络的最高层,也是对现场采集到的数据和信息进行处理和管理的一层。

使计算机系统存取生产现场的数据达到实时监控的目的。

并提供对可编程控制器的支持。

(2)控制层网络,完成智能化的高速实时控制,并共享数据和信息。

包括:控制和监视设备的协调,操作员接口,远程设备的组态,编程和故障处理。

(3)设备层网络,是面向现场设备的一层,也是整个自动化网络的最低层,它可以将操作信息送到现场设备,也可以现场设备的情况反馈到操作者。

它提供与工业现场的大量设备的高速数据的采集,并极大的减少接线。

2 硬件网络结构设计
通讯是ControlLoglx平台的核心。

除了Logix5550处理器自带的RS—232(DFl协议)端口以外,与通讯网络的接口是模块化的。

用户可以使用单独的通讯接口模块来实现背板与Ethernet、ControlNet、DeviceNet、DH+和普通的Remote I/O链路之间的接口。

如果用户在ControlLogix背板上安插了多个通讯接口模块、则用户就可在RS—232,Contro1Net,Ethernet,DH+和DeviceNet网络之间组态一个网关来桥接和传送控制数据及信息数据。

Logix5550处理器也可以通过ControlLogix背板与通讯模块通
讯。

通讯接口模块是通过ControlNet,DeviceNet或普通的Remote I/O 链路来为监测和控制I/O提供接口。

Logix5550处理器通过DeviceNet 或ControlNet网络可以发送和接收常规的通讯信息,就像使用RS-232-C,DH+或Ethernet网络一样。

王家塔选煤厂的网络结构如图1所示。

如图1所示,系统整体由信息层、控制层、设备层构成,在网络的最高层,多个控制分站通过以太网,达到监控信息共享。

3 网络设计要点
ControlLogix的结构使你能够给整个系统建立通信。

作为一个高性能的无源总线,ControlLogix底板是任何或全部模块的传输信息的管道。

设计要考虑到以下几点:(1)不需要控制器,在网络之间实现桥接。

(2)把任何数量的控制器、I/O模块、或通信模块的组合、安排放置在底板上。

(3)在系统运行状态下拿走或插入任何一个模块,并且不影响系统中其它模块的运行。

选择你需要的通信模块,进行网络连接。

下面是每个网络设计要点的概述。

信息网,TCP/IP以太网是一个用于在电脑和有关设备之间进行高速信息交换的局域网。

以太网带宽高(10Mbps)所以它允许电脑、控制器和其它一些设备进行远程通信。

在信息层,以太网提供企业范围内的系统进入数据。

以太网能给你带来极大的方便,因为你可以在众多
的设备中使通信最大化。

Internet使用TCP/IP协议。

1756ENET以太网通信接头口模块。

控制网络,ControlNet网络是开放、技术先进的控制网络,满足实时性、高吞吐量应用的要求。

ControlNet网络采用在工业通讯领域广为证实的通用工业协议CIP(Common Industrial Protocol,原控制和信息协议),融合了I/O控制和对等通讯的网络功能,并为这两种网络功能提供高速、高性能的网络通讯。

控制网络的设计:(1)首先根据节点数和工业现场个节点之间的实际距离确定电缆的长度和是否需要中继器,设节点数为n,实际电缆长度为m,则在没有中继器的情况下连接所有节点的最大电缆为1000-16.3×n-2,如果1000-16.3×n-2>m,则不需要中继器,反之需要添加中继器。

(2)根据各节点的特性对节点进行编号,一般情况下我们将网络Keeper的节点号设置为1,将发送预定信息的节点号尽量往前排,而将发送非预定信息节点号尽量连续,因为空节点会占用等待时间,当节点号确定之后SMAX和UMAX也就确定了。

(3)计算所有SMAX节点内的节点发送预定信息的数据量,对于ControlLogix控制器组态在1756-CNB下的产生型数据producedtp设备网,设备网是一种开放的、低级的信息连接,它提供简单的工业设备(传感器和传动器)和高级设备(控制器)之间的连接。

在标准控制器局域网络技术的基础上,这种开放型网络具有使不同厂家的设备协同工作的能力。

设备网提供:(1)协同工作能力,一些简单的来自不同厂家并且满足设备网标准的设备可互相交换,让你选择的灵活性更大。

(2)通用网络,开放型的网络提供通用、终端用户方案,减少了支持不同网络
设备的需要。

(3)更低的维护成本,你可以移走并替换某个设备,操作过程并不影响其它设备。

(4)经济合理的配线,一条线就能供应通信和24V电源,网络设备的安装比传统的I/O配线更经济合理。

系统应用到DeviceNet设备网络来控制现场的多台变频器,使变频器的接线更加简单,应用Modbus设备网络将高压风机、10kV高压综合保护器、低压综合保护器、皮带保护系统的信号取到集中控制室。

4 结语
基于ControlLogix平台的Logix5550处理器是Rockwell公司推出的新一代可编程序控制器。

它具有强大的网络连接能力。

ControlLogix系统不仅仅具有连接各层次网络间的作用,并且具有了强大的可编程控制能力。

这样通过ControlLogix系统,信息不仅可以在各个网络层次间传递,而且还可以通过Logix5550处理器对各网络层次上的设备进行控制。