• 萊鋼中小型軋鋼生產線于97年建成投產，主要生產圓鋼、彈簧扁鋼、槽鋼和螺紋鋼。該生產線PLC控制系統由ABB公司提供，其自動控制系統采用ABBMasterPiece200/1PLC控制系統，實現了18架軋機以及冷床、冷剪和碼垛機的自動控制。基礎自動化系統采用ABB公司的RMC200軋鋼控制系統，它是一個開放型集散控制系統，由一套MP200/1過程站和一套AS520操作員站組成。過程站由一個CPU機架帶一個I/O機架組成，CPU機架上安裝了CPU模板DSPC172、內存模板DSMB176以及32通道的DI/DO模板，通過通訊模板DSCS140連接到MasterBus300總線上，與其它過程站進行通訊，I/O機架由總線擴展模塊DSBC172實現總線擴展。
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•     操作員站采用HP-UNIX工作站，并通過實時加速器板連接到MasterBus300的冗余接口，通過它操作人員可直接對現場設備進行監控，主要功能有1）軋鋼生產設備的啟停（2）設備數據設定和實時監控（3）事件與報警清單的顯示與打印等。系統的主要畫面有啟動畫面、設定畫面、維護畫面、事件畫面和報警畫面。
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  油田

  SCADA系統配置圖
  （一）、CPU的雙機、雙電源和雙機架的冗余：
   ControlLogix 的硬件直接支持CPU的雙機冗余，而不用像以前那樣還需要用戶編程實現冗余切換。這樣，用戶只需要安裝好硬件和連線，然后用軟件簡單組態一下，就可以實現 CPU的冗余熱備。如右圖所示，兩個CPU分別放在機架A和機架B里面，同時掛在ControlNet網上，兩塊冗余模板間通過光纜連接。這樣，在兩塊 CPU同步后，主CPU和備CPU之間通過冗余模板進行數據和程序的同步。當主CPU出現故障時，對現場的控制自動轉到備用CPU，同時備CPU轉為主 CPU。故障CPU則可以停電檢修，而不會影響對現場設備的控制，檢修完成后，更可以自動實現與當前主CPU的程序和數據的同步，大大提高了系統的可靠 性。經過時間的檢驗，澀寧蘭工程SCADA系統的CPU冗余已經非常成功的得以使用。
  （二）、利用通訊模板實現與其它設備的通訊：
  澀寧蘭全線的計量使用從在站從氣田集氣站色譜分析儀采集的氣體組分數據來提高計量精度。同時計量結果還要讀入到CPU 中，這樣就涉及到ControlLogix系統與其他設備通訊的問題。在澀北站，CPU到氣田集氣站色譜分析儀的距離超過了100多米，我們采用RS- 485連線解決距離問題，利用通訊模板的一個應用口與氣田的流量計算機通訊，采集氣體組分和流量計量結果。其余三個站的計量是通過CPU同流量計算機間的 通訊實現，CPU將從中心得到的氣田的組分數據寫入到流量計算機中，流量計算機利用這些數據計算出流量，然后將結果送到CPU中。因為每一個站都有幾路計 量回路，所以CPU要循環采集各個流量計算機的值。我們把通訊模板的應用口與流量計算機的通訊口連接成RS-485網，使用MODBUS協議進行通訊。通 訊模板循環采集流量計算機的數據并通過高性能的、無源多主線背板將數據送到CPU中。見下圖：

  
   
  （三）、PID控制：
  在澀北站設置一臺壓力調節閥，起著根據全線輸量的大小，調節整條管道壓力的重要作用。我們在PLC程序中利用 RSLogix 5000編程軟件所提供的PID指令，并結合多年的工程作經驗成功的實現了對調節閥的控制。與其他軟件PID指令相比，RSLogix 5000提供的PID指令，可以自動實現手/自動切換，并可以設置調節死區和模板通道出現錯誤時的預給定值等，開發時可以給用戶帶來很大的便利。在我們現 場調試后，調節閥可以很好的發揮調節全線輸量的作用。
  （四）、遠程系統維護：
   在 中心和各站場分別設路由器，中心和站場通過路由器和衛星進行通訊。這樣不僅可以在中心采集各個站的數據和實現控制功能，也可以利用RSLogix 5000編程軟件和非常好用的RockWell RSLinx通訊軟件上載或下載各個站CPU中的程序。這就是說，工程師在控制中心就可以進行全線系統的一些維護。
  （五）、工程中的所有模板支持帶電熱插拔：
  在工程中應用的所有模板都支持帶電插拔，保證在運行中對某一塊模板進行維護時不會影響到系統其他的部分。這給系統的調試和系統的維護帶來很大的便利。
  目前，工程均已經正常運行兩年 以上，總體來說ControlLogix系統在這兩個重大工程中的應用是非常成功的。除了上述一些特性的應用，Logix 處理器和各種模板都可以提供豐富的自診斷信息，使得系統對于硬件的錯誤可以有更靈活、更快速的應對手段，來提高系統對意外事件的處理能力，進一步來提高系 統的智能程度。靈活、簡單的可擴展性，更可以滿足日后的系統擴容，而不必為擴容時舊系統的去留大傷腦筋。

    2 PLC診斷軋鋼生產設備故障的基本原理

    軋鋼設備的故障信號有數字量和模擬量之分，PLC采用不同的方法對這兩種信號對應的故障進行診斷。

    2.1基于數字量信號的故障診斷

    PLC對數字量信號的識別是通過其數字量輸入模塊完成的。PLC控制軋鋼生產設備時，設備中的壓力、溫度、液位、行程數字及操作按鈕等數字量傳感器與PLC的輸入端子相連，每個輸入端子在PLC的數據區中分配有一個“位”，每個“位”在內存中為一個地址。讀取PLC輸入位的狀態值可作為識別數字量故障信號的根據。診斷數字量故障的過程，實質就是將PLC正常的輸入位狀態值與相應的輸入位的實際狀態值相比較的過程。如果二者比較的結果是一致的，則表明設備處于正常工況，不一致則表明對應輸入位的設備部位處于故障工況。這就是PLC診斷基于數字量信號故障的基本原理。這種診斷方法，故障定位準確，可進行實時在線診斷。通過PLC的圖形功能塊編程，還可將故障診斷融入過程控制，達到保護軋鋼設備的目的。

    2.2基于模擬量信號的故障診斷

    PLC對模擬量信號的識別是通過PLC的模擬量輸入輸出模塊來完成的。模擬量輸入輸出模塊采用A/D轉換原理，輸入端接收來自傳感器或變送器的模擬信號，輸出端輸出的模擬信號作用于PLC的控制對象。PLC診斷模擬量故障的過程，實質就是將在相應A/D通道讀到的監測信號的模擬量的實際值與系統允許的極限值相比較的過程。如果比較的結果是實際值遠離極限值，則表明軋鋼生產設備對應的受監控部位處于正常狀態，如果實際值接近或達到極限值，則為不正常狀態。判斷故障發生與否的極限值根據實際系統相應的參數變化范圍確定，利用PLC上的模擬量設定開關可精確設置該極限值。

    當模擬量的實際值達到模擬量設定開關的設定值，PLC還能按照一定的邏輯關系啟動開關量模塊上的輸出位，或者從PLC的通訊口主動發起通訊，從而輸出故障診斷的結果，并據此實現對軋鋼生產設備的控制。

    2.3基于中斷方式的故障診斷

    PLC的中斷方式有:

    （1）輸入中斷;

    （2）間隔定時器中斷;

    （3）高速計數器中斷。其中，輸入中斷特別適合于軋鋼生產設備的故障診斷。它對應于工業操作站的硬中斷，屬于外部中斷，但PLC的輸入中斷可用PLC的外部指令來屏蔽。將軋鋼生產設備的故障信號作為PLC的輸入中斷源，一旦出現故障信號，CPU立即響應，停止正在執行的程序，轉到中斷子程序中去，即可方便地對故障進行處理。它與直接利用PLC的內部邏輯完成故障診斷的不同之處在于:采用輸入中斷處理故障時，可停止PLC主程序的執行過程，而直接利用PLC的輸入和內部邏輯處理故障時，PLC的主程序仍處于運行狀態。因此，要根據故障對軋鋼生產設備的影響程度選擇合適的故障診斷方式。PLC的輸入中斷方式對后果嚴重的突發故障的處理特別有用。3PLC在故障診斷系統中的作用

    故障診斷系統是典型的人機系統，根據系統中的信息流向和功能劃分的結果[1]，基于操作站智能化的故障診斷系統，如圖2所示。

    系統的輸入模塊要完成軋鋼生產設備故障檢測信號、控制指令和專家知識的接收工作。處理模塊要求能自動實現特征參數提取、控制指令代碼轉換的功能。專家知識的整理和表達由領域專家和系統專家協作完成。控制模塊是故障診斷系統的核心，它根據控制指令，利用專家知識，完成從故障特征到故障原因的識別工作。控制模塊的功能越完善，故障診斷系統的智能化程度越高。輸出模塊通過聲光報警裝置和人機界面，給出故障定位、預報和解釋的結果。其中，人機界面還能提供排除故障的技術路線。實現信息源從輸入模塊到輸出模塊的全自動流向，減少人在其中的干預作用，是軋鋼生產設備對其故障診斷系統的要求。采用PLC的故障診斷系統，有助于實現故障診斷過程的自動化。

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