ControlLogix系統在梅鋼2#高爐生產中的應用

在過去的幾年，隨著中國經濟的持續增長，冶金行業經歷了快速的發展，產量躍居世界第一。隨著未來鋼鐵需求的進一步提高和變化，產業調整和新技術的引入，今天的鋼鐵企業在運營和生產等方面比以往任何時候都需要更高的效率，在增加市場份額的同時，根據訂單生產，達到生產的有效性，利于環境保護和降低生產總成本。越來越多的冶金企業意識到要做得更好才能應對全球化的競爭，滿足不斷調整的生產工藝以及新技術、新產品的生產柔性需求。

系統配置

梅鋼2＃高爐自動控制系統分為：槽下系統、爐頂系統、熱風爐系統及高爐本體系統，整個系統采用4套ControlLogix5555冗余系統，考慮到距離遠，節點多，抗干擾等因素，采用了ControlNet網絡類型，抗干擾性好，網絡通道冗余，保證可靠通信。網絡結構為總線型主、子網結構，既減少了主網的通信量，保證了人機界面的數據顯示，又有利于子網快速的現場數據采集。下面框圖為整個系統的結構圖。HMI軟件采用羅克韋爾的RSView SE軟件，RSView SE是一種用于管理級監視和控制應用系統的HMI軟件，它具有分布式和可升級的架構，支持分布式服務器/多用途的應用系統。本系統采用冗余服務器＋客戶端的結構，各個操作員站與服務器之間采用冗余的工業以太網結構。

系統特點

代表自動化發展新趨勢的新一代ControlLogix控制系統，從傳統單純的PLC和DCS控制轉為PLC和DCS融合發展的方式，是羅克韋爾自動化順應這種發展潮流推出的新一代的控制平臺，LOGIX控制器平臺是將高速離散控制、過程控制、傳動控制、運動控制、批次控制和安全控制融于一體的一個控制平臺。允許混合使用多個處理器，多種網絡和I/O。系統靈活性強、易于集成、模塊化設計、開放性結構，特有的升級固件，使得系統在應用中功能強大，安全可靠，而且極大地節省培訓費用和工程實施費用。

1.ContrlLogix 的特點

它具有靈活的網絡類型及網絡結構，通過在系統中插入不同類型的通信模塊，系統可組成ControlNet網、以太網，可連接DEVICENET設備，可進行串行通信以及DHRIO通信，網絡結構可以是總線型、樹型等，非常方便，靈活。

ControlLogix控制器采用實時多任務操作系統，支持多個（ControlLogix為32）控制任務，多重優先級可選以保證重要任務優先，每控制任務內支持多個（ControlLogix為32）主程序。根據需要，用戶可以使用中斷任務以保證最苛刻的實時響應，使用周期性任務以保證過程控制運算的精度和穩定性。每臺Logix5555控制器具有尋址量128000點DI/O,4000點AI/O及回路。ControlLogix平臺通過背板提供了高速數據傳輸。通過合理的組織數據結構，CPU之間可進行可靠的、時間嚴格的Produce/consume通信。

全智能型模板，所有模塊均為智能型設計，根據模塊類型不同，每個模塊的每個通道可按用戶要求進行配置，具有帶電插拔、逢變則報（COS）、自診斷、時間標記、模塊標識、閃存升級、電子保險、單獨隔離等功能。模塊的采樣速率可單獨設定。

基于標簽的尋址方式，PLC最重要的技術基礎之一就是尋址。Logix控制器的最大亮點就在于基于Tag標簽的尋址技術，又稱為第三代尋址技術。采用標簽尋址的最大好處在于：

(1)文檔更加易讀易懂（Drive_Speed1 v.s. 1000 ….）;

(2)編程和調試：出錯機會更少;

(3)更容易維護，尤其在程序備份丟失或者開發人員變更的情況下;

(4)支持并行工程，縮短工程開發時間;

(5)當從其他PLC或者軟件讀取數據時，更容易理解 PLC的數據結構,更重要的是，由于控制器采用了標簽方式，其上層包括人機界面和監控軟件，以及所有的企業生產管理軟件都可以直接讀取控制器信息（按照生產要求），不需要復雜的映像表查詢，為提升信息化水平奠定了基礎;

(6)RSLogix5000編程軟件符合IEC1131-3標準；支持多種IEC編程方式（梯型圖、結構文本語言、順序功能流程圖等）的編程語言；標簽的命名規則符合IEC 1131-2中的相關規定。

2.RSView SE 的特點

RSView Supervisory Edition，通常稱為RSView SE，它是一個強大的管理級的監控軟件。它具有多服務器集群和多客戶端的分布式結構，和強大的可伸縮性。利用RSView Enterprise 系列的共用開發環境 RSView Studio 進行開發。應用組態存在于各個RSView SE服務器當中，而客戶端可以任意地調用顯示各服務器中的應用。RSView Supervisory Edition同時也是羅克韋爾自動化ViewAnyWare產品戰略的核心組成部分。為企業提供集成的一體化的監控方案。

(1)基于網絡的分布式監控。RSViewSE的多服務器多客戶端結構可以很容易建立分布式應用的方案。這種具有高度伸縮性的結構可以應用在小到一臺服務器一個客戶端的小系統，也可以應用在多服務器多客戶端的大系統上。

(2)共用的開發環境RSView Studio。利用組態工具RSView Studio進行應用開發，可以顯著減少開發時間和節省開發成本。RSView Studio支持RSView ME和RSView SE組態內容的互相再利用，這樣就可以直接將基于嵌入式系統開發的組態內容，如在RSView ME上開發的畫面，直接拷貝或者引導到分布式的RSViewSE中去，反過來也一樣，前后互相兼容。

(3)直接I/O數據關聯。在推薦應用中，RSView SE不需要建立任何的Tag標簽來定義和PLC的通信關系。RSView SE可以直接關聯控制器處理器中的所有I/O信息。在組態的時候，只需要將所需的點直接拖放到畫面等需要的地方去。

(4)畫面對象的VBA支持。現在就可以針對畫面中的對象來編寫VBA應用代碼。而且不同的客戶端都可以在本機執行相應的代碼，不影響其他的客戶機。

(5)數據通信的冗余熱備。RSView SE可以將數據通信服務器也進行熱備冗余。當一臺數據通信服務器發生故障時，另外一臺可以自動切換。保證數據采集和下載的可靠性。

(6)WINDOWS安全機制。RSView SE集成Windows安全控制?？梢灾苯永迷赪indows里面存在的用戶和用戶組。然后針對不同的用戶配置不同的權限。

(7)核心HMI功能。RSView SE支持諸如安全、畫面、報警、操作和報警記錄、趨勢等等HMI的核心功能。

控制系統的主要功能

1.槽下部分

包括對礦石系統、焦碳系統、雜礦系統及上料小車等電氣設備的控制，完成高爐的供配料（料批周期程序，正常裝料程序，趕料程序，礦石系統供配料程序，焦碳供料程序）。

2.爐頂部分

對爐頂布料系統及有關部分的檢測與控制：爐頂打水系統，爐頂氣密箱及罐壓控制系統，多環布料、爐頂料罐及上料系統檢測與控制。

3.高爐本體部分

自動控制、調節爐頂壓力，檢測高爐的出鐵質量，控制高爐冷卻水，保護高爐本體，控制膨脹罐壓力，自動補水，控制膨脹罐液位在正常范圍，同時有事故補水系統。

4.熱風爐系統

包括3座熱風爐，實現了熱風爐換爐、燃燒、送風和自動尋優等功能。

總結

先進的控制系統是一個現代化工廠的標志，對于企業有著深遠的社會效益和經濟效益。ControlLogix系統在梅鋼2＃高爐的成功應用已有兩年之多，不論生產測控，還是廠級生產調度的管理，都超過了預期的目的，為梅鋼煉鐵廠節約了能源，降低了成本，減少了操作人員。提高了生產的安全性和生產率，以及產品的合格率。

梅山鋼鐵2＃高爐自動控制系統自2004年3月投入使用以來，經過2年多的應用實踐，系統運行可靠。RockWell PLC的強大功能以及軟件的易用性為編程調試提供了極大的方便，特別是RSEmulate5000模擬調試軟件為PLC程序的模擬調試立下了汗馬功勞，PLC程序經過充分的調試，修正了不少錯誤，為梅鋼2＃高爐創造5天達產的新紀錄發揮了重要作用。