PLC’s Application in Catalysic Vertilator

HE Baoqing, LI Ailan, FENG Shuo, PU Yong

(Liaoning Petrochemical Vocational Technology College, Jinzhou 121001, China)

　　Key words: redundance; PLC; configuration software

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　遼化鞍山煉油廠催化主風(fēng)機(jī)組(以下簡(jiǎn)稱“鞍煉機(jī)組”)選用GE Fanuc公司的90-30PLC，設(shè)計(jì)上主要保證系統(tǒng)處理時(shí)間塊、安全性高及低成本(圖1)。

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　　上位控制層采用的是兩臺(tái)性能優(yōu)良的ADVANCE工控機(jī)，其主要任務(wù)是控制和管理，并通過(guò)數(shù)據(jù)通訊對(duì)PLC進(jìn)行監(jiān)視與控制，進(jìn)入PLC的信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)可在工控機(jī)上顯示。?

　　兩組PLC控制器互為冗余，雙機(jī)熱備軟件MaxON負(fù)責(zé)管理兩PLC之間的主、備切換以及數(shù)據(jù)的交換。正常情況下，主PLC控制器完成系統(tǒng)操作，一旦主PLC控制器失效，則備用PLC將立刻接管對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制。主、備控制器的確定可以人為指定(％M1020)，也可以由系統(tǒng)根據(jù)情況確定。
　　PLC與VersaMax進(jìn)行通訊的Genius總線采用冗余結(jié)構(gòu)。正常情況下，系統(tǒng)從Genius A總線獲取數(shù)據(jù)，同時(shí)檢測(cè)Genius B總線的狀態(tài)，一旦系統(tǒng)檢測(cè)到Genius A總線故障，則會(huì)對(duì)Genius B總線存取數(shù)據(jù)，從而保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
　　GBC模塊可以自動(dòng)報(bào)警及某些PLC故障。在一個(gè)總線掃描周期，只有一條診斷信息發(fā)送，設(shè)備保存其余的診斷信息直到下一個(gè)可獲得的總線掃描周期。GBC保存其接收到的任何診斷信息，該信息被CPU自動(dòng)讀取，并在Versapro軟件的PLC故障表中顯示。
　　CPU的掃描既可以盡可能快的進(jìn)行也可以被分配一個(gè)恒定的時(shí)間段。不管是否使用恒定的掃描時(shí)間，CPU的掃描總是從執(zhí)行邏輯程序及變更I/O開始，其余的時(shí)間用于通訊及后臺(tái)任務(wù)。
　　GE90-30系列PLC有兩種冗余方式，本套系統(tǒng)采用的是HBR冗余中的“Hot Standby(熱備)”模式。
　　Maxon主要用于完成冗余系統(tǒng)(PLCA，PLCB)之間用戶數(shù)據(jù)范圍的定義、冗余變量的定義及冗余軟件與VersaPro之間的結(jié)合。由于Maxon1.5與VersaPro2.02之間的版本兼容性問(wèn)題，要求編程器系統(tǒng)平臺(tái)為英文操作系統(tǒng)。
　　VersaPro的組態(tài)包括PLC硬件配置的組態(tài)及邏輯組態(tài)兩部分，由編程器執(zhí)行邏輯及配置信息的下裝。
　　I/O系統(tǒng)的硬件配置由編程器來(lái)完成。通過(guò)編程器可設(shè)置NIU在Genius總線上的地址，所掛I/O模件的類型，每個(gè)通道的信號(hào)形式、范圍與通訊有關(guān)參數(shù)的設(shè)置等。通過(guò)專用接口線纜將編程器的COM口和每個(gè)I/O站的NIU接口連接，并將相應(yīng)組態(tài)文件下裝。
　　PLC硬件組態(tài)包括CPU的組態(tài)、GBC(2個(gè))的組態(tài)及以太網(wǎng)卡的組態(tài)。
　　本系統(tǒng)所選用的CPU為IC693CPU364，在CPU的組態(tài)過(guò)程中，需要注意的問(wèn)題為：(1)對(duì)于雙機(jī)熱備的控制系統(tǒng)，在CPU的組態(tài)中，主PLC CPU的Chksum Wrds必須被設(shè)置為11，備PLC CPU的Chksum Wrds必須被設(shè)置為12，對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)該值為8。(2)SWEEP MODE通常設(shè)置為“NORMAL”。
　　本系統(tǒng)所選用的以太網(wǎng)卡為IC693CMM321，在以太網(wǎng)卡的組態(tài)過(guò)程中需設(shè)置的內(nèi)容為：(1)IP Address(IP地址)：用于標(biāo)識(shí)TCP/IP主機(jī)的唯一32位地址。(2)Subnet MASK(子網(wǎng)掩碼)：辨別某IP地址是在本地網(wǎng)絡(luò)還是在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。
　　本系統(tǒng)所選用的GBC卡為IC693BEM331，在GBC的組態(tài)過(guò)程中，需要注意的內(nèi)容為：(1)PLCA中的兩炔GBC的SBA均為31，PLCB中的兩塊GBC的SBA均為30。(2)對(duì)于冗余系統(tǒng)，GBC中Input Def選項(xiàng)必須為OFF，Out at atart選項(xiàng)必須為DISABLE。
　　本系統(tǒng)的上位控制層采用的是美國(guó)GE Fanuc公司推出的能夠提供企業(yè)級(jí)解決方案的人機(jī)界面和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)督控制軟件CIMPLICITY HMI6.0。?

　　PLC接收的現(xiàn)場(chǎng)輸入模擬信號(hào)在CPU中是以0～32000的數(shù)值形式表示的，但是，由于各被測(cè)參數(shù)的測(cè)量范圍不同，使相同的信號(hào)輸入，代表的實(shí)際工業(yè)值卻不同，大大降低了程序的可讀性，同時(shí)給報(bào)警的測(cè)定運(yùn)算帶來(lái)不便，因此，我們對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行了相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，利用VersaPro軟件提供的乘、除運(yùn)算模塊先計(jì)算出相應(yīng)的工程單位值，再進(jìn)行數(shù)值比較，具體公式如下：
　　　(PV*量程/32000)=工程單位值
　　其中PV代表以0～32000表示的現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)值。
　　在VersaPro中提供了PID模塊，“鞍煉機(jī)組”工程中有10個(gè)PID控制回路。下面以“主風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑油壓力控制回路—1412”為例來(lái)介紹此模塊的用法：
　　(1)PID ISA模塊（圖2）

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　　(2)無(wú)擾動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)
　　在閉環(huán)控制回路中，當(dāng)進(jìn)行手/自動(dòng)切換時(shí)要求輸出無(wú)擾動(dòng)。實(shí)現(xiàn)的辦法是在手動(dòng)狀態(tài)下，“給定值SP”始終跟蹤“測(cè)量值PV”的變化，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)從手動(dòng)到自動(dòng)狀態(tài)時(shí)輸出無(wú)擾動(dòng)。