基于ControlNet网络实现PLC的数据共享.pdf

2 0 1 2 年 第 2 期 炼 油 与 化 工 REFI NI NG AND CHEMI C AL I NDUS TRY 3 9 基于C o n t r o l Ne t 网络实现 P LC的数据共享 张明庆 ， 孟萌 1 ． 大 庆石化公 司水气厂 ， 黑龙 江 大庆 1 6 3 7 1 4 ； 2 ． 哈尔滨工程大学 自动化学院 ， 黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 0 1 摘要 罗克韦尔 自动化公司3 层网络的C o n t r o l n e t 网是用来连接中层 自动化和控制层， 实现实 时I ／ O的控制， 控制器的互锁和报文的传送 ； 其中控制网通讯采用当今流行的生产者一消费者 模式， 该模式采用多信道广播式， 定点传送， 通过该方式实现双机互联、 数据共享。 关键词 C o n t r o l n e t ； 生产者； 消费者； 数据共享 中图分类号 T P 3 9 3 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 1 4 9 6 2 2 0 1 2 0 2 0 0 3 9 0 3 C o n t r o l N e t 网络 的传输数据速度更快更稳定 ， 正得到广泛 的推广应用 。它是由控制网国际有限 公司 C o n t r o l N e t I n t e r n a t i o n a l ， L t d ． 首先提出来的 1 种开放式 网络 ⋯。罗克韦尔 自动化公司 3 层 网络 的C o n t r o l n e t 网是用来连接 中层 自动化和控制层 ， 实现 实时 I ／ 0的控 制 、 控 制器 的互 锁和报 文 的传 送 ； 其 中控制 网通讯采用 当今流行 的生产者一 消 费者模式。该模式采用多信道广播式定点传送 ， 属于预定性信息 ， 每个信号对应 1 个单独的地址 ， 占 1 个网络节点 ， 网络所有节点 同步 ， 信息吞吐量 大 、 速度快 、 网络效率高 ； 因此控制网具有高速 、 高 稳 定性和可重复性 的特性 ， 特别适用于对时问有 苛刻要求 的复杂场合的信息传输 。 1控制对象概况 大庆石化公司新建生活污水处理工程就是采 用该网络， 将2 台控制器、 2 台操作站连接， 实现数 据共享。该工程设计水量2 5 0 0 0 m ／ d 。主体设备 有 机泵 、 风机 、 电动阀等 ， 1 6 个生物滤池反洗程序 的设计是整套 控制系统的关 键 ， 在控制 系统 方面 工程共计 2 套 P L C 及2 台操作站组成， 控制器均采 用 美 国 R o c k w e l l 公 司 生 产 的 A B系列 P L C， 其 中 1 7 5 6 、 1 7 6 9 系列产品各 1 套 ， 软件使用 L o g i x 5 0 0 0 编 程软件进行组 态 ， 上位机监控软件采用 的是 紫金 桥组态软件 R e a l 6 ． 0 软件 。 2控制 系统应用 1 7 5 6 、 1 7 6 9系列 P L C是罗克 韦尔公司近年来 主 推 的新 型 高 、 中端 产 品 ， 控 制 系 统 均 基 于 C o n t r o l L o g i x 平 台 ， 其性能 的卓越性 曾经历过多个 项 目的验证 。 2 ． 1 1 L C的采用 现场 U P L C采用 1 7 5 6系列 L 6 1 控制器 ， 其性能 有 5 项 。 1 内存容量为 1 ． 5 MB， 最大可扩展 8 MB 。 2 在处理上有电池保护 ， 以保证处理拨出框 架时内存程序和数据不丢失 。 3 自动分配 I ／ O地址 ， 采用符号化编程 。 4 数字量 I ／ 0能力 1 2 8 0 0 0 个 ， 模拟量 I ／ O能 力4 0 0 0 个 。 5 可以连接2 5 0 个远程适配器或通讯模块。 在通讯 方 面采用 1 7 5 6 一 C N B模 块 ， 通 过 背板 C o n t r o l B u s 与 C o n t r o l N e t 网络连接 。该套 P L C其主 要负责机泵 、 风机 、 电动阀的数字量的通讯。 现场 2 “ P L C采用 1 7 6 9系列 的 L 3 5 C R控制器 ， 其性能有 4 项 。 1 内存容量为 1 ． 5 MB ， 最大可扩展 8 MB 。 2 在处理上有 电池保护， 以保证处理拨出框 架时内存程序和数据不丢失 。 3 自动分配 I ／ O地址 ， 采用符号化编程 。 4 数字量 I ／ O能力 1 2 8 0 0 0 个 ， 模拟量 I ／ 0能 力 40 0 0 个。 在通讯方 面采用 的P L C属 于 C o m p a c t L o g i x 系 列 E 3 J ， 在 C P U上集成 了 C o n t r o l N e t 网络接 口， 该套 P L C其主要 负责机泵 、 风机 、 电动阀的数字量 的通 讯 ， 及 1 6 个生物滤池反洗程序 中的梯图逻辑语句 等 ， 控制设备有 曝气风机 、 反洗风机 、 反洗泵 、 回 流泵和 9 9 个 阀门。 操作站采用 D E L L T 3 5 0 0 工作站做为数据监 控 及 控 制反 洗 的人 机 界 面 ， 2台 工作 站 均配 备 1 7 8 4 一 P C I C S 卡连接到 C o n t r o l N e t 网络。 2 ． 2 P LC数据通信 I “ P L C和 2 “ P L C连接属 于同位连接系统 ， 系统 中可编程序控制器是并行运 行 ， 并通过数据传递 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2 年 第 2 期 张明庆 ， 等． 基于 C o n t r o l N e t 网络实现 P L C的数据共享 4 1 6 点 击 P r o d u c e d ， 广 播 该 标 签 ， 然 后 点 击 Co n ne c t i o n。 7 将 C o n s u me r 的数量 更 改为 3 ， 并 单 击确 定 。然后按照屏幕 出现的提示界面继续进行设置 操作 ， 最终完成软件数据设置过程。 按 照 与 上 述 类 似 的 步 骤 ， 同 样 可 以采 集 C o n t r o l N E T网络上其它设备 的I ／ O数据 ， 通过生产 者消费者将 2 个 C P U连接 ， 实现高速采集数据 ， 在 下位机实现双机互联 ， 任意操作站均可读取过程 控制器 实 时数据 。上位 机在读 取数据 时能够共 享， 其中1 台工控机出现问题也不会影响整个系统 的工作。 5结束语 该项 目采用 了N E T L I N X网络 中的 C o n t r o l N E T 网络 ， 是基于工业控制需求开发 的先进通讯模式 ， 它极大的提高了网上的数据吞 吐量 ， 其快速性 、 可 靠性保证了控制系统的性能， 从而保证工艺生产 平稳运行 。 参考文献 [ 1 ]邓李． C o n t r o l L o g i x 系统使用手册[ MI ． 北京 机械工业出版社 ， 2 01 0 1 9 2 3 ． [ 2 ]刘祖其． 电气控制与可编程序控制器应用技术[ M] ． 北京 机械工 业 出版社 ， 2 0 1 0 3 7 4 2 ． [ 3 ]何克忠， 郝忠恕计算机控制系统分析与设计[ M] ． 北京 清化大学 出版社 ， 1 9 9 8 5 2 5 6 ． [ 4 ]黄一夫微 型计算机控制技术[ M] ． 北京 机械1 二 业出版社 ， 1 9 9 8． 2 2 - 2 3 收稿 日期 2 0 1 2 0 3 0 1 作者简 介 张明庆 ， 男 ，1 9 8 5 年毕业于黑龙江拜泉技校计量专业 ， 现 从事仪表维护工作。 石化信息 “ 绿色低碳导向的高效炼油过程基础研究“ 项目启动会召开 近 日， 中国石油作为支持依托单位、 中国石油大学 北京 牵头的国家重点基础研究“ 9 7 3 ” 计划“ 绿色低碳导向的高效炼 油过程基础研究” 项 目启动会在北京召开。国家科技部闫金定高级主管、 国家自然科学基金委孙宏伟处长、 中国石油科技 管理部副总经理何盛宝 、 中国石油大学 北京 副校长徐春明等领导参加会议并致辞 ， 石化院副院长马安， 项目跟踪专家王 洋研究员、 项 目专家李洪钟院士、 杨启业院士以及各课题负责人和学术骨干参加了会议。 该项 目是2 0 1 1 年我国石油化工领域唯一一项“ 9 7 3 ” 计划课题 ， 由中国石油组织石油大学 北京 等单位申报， 经过多轮 答辩后成功立项。其主要研究任务是 对催化裂化工艺 ， 定向调变催化剂性能 、 调控反应历程并强化流动一反应的多区协 控 ； 对低碳烯烃生产 ， 发展催化裂解新工艺替代传统的蒸汽热裂解过程， 从而实现炼油过程石油资源的高效定向转化和减 排降耗。构筑最优反应历程 、 创造与之协调对应的流动反应耦合系统以及定向转化催化剂是实现绿色低碳导向高效炼油 新技术的关键， 需要解决轻、 重石油馏分催化转化反应历程及调控规律、 多相流动反应系统非线性特征及耦合调控规律 、 裂 解产物多相平衡与传递规律3 个关键科学问题。 围绕 3 个关键科学问题 ， 共设置了6个研究课题 1 炼油过程烃类转化反应特性和调控规律； 2 石油馏分高效定向 转化催化材料和催化剂； 3 多相流动反应耦合系统 的动力学特征和模型化 ； 4 关键过程装备强化方法及放大规律 ； 5 炼油过程低碳产品高效分离与精致 ； 6 石油资源高效转化过程的工程化集成。 中国石油大学 北京 徐春明副校长主持了启动会， 首席科学家卢春喜教授和各课题负责人汇报了项 目的立项背景、 研 究目标 、 研究内容及技术路线 、 项 目管理办法等。与会领导与专家就项 目及各课题的具体实施方案进行了讨论， 对项 目的 研究路线 、 预期 目标 、 各课题间的协作等提出了修改意见。项 目启动会明确了各课题的研究任务 ， 规范了项 目管理制度， 为 项 目顺利开展奠定了坚实的基础。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m