电气控制与plc技术-基于罗克韦尔plc的化碱过程控制系统设计(编辑修改稿)

电气控制与plc技术-基于罗克韦尔plc的化碱过程控制系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

会对模块造成损坏。 这样用户就可以在继续维持系统运行的同时更换故障模块。 Controllogix 可以在网络之间、网络的链路之间以及通过背板的模块之间实现信息的高速传送。 可以通过 Ether、 ControlNet 和 DeviceNet 网络将处理器连接起来，可以实现分布式处理。 也可以通过 ControlNet、 DeviceNet 和 普通 RemoteI/O链路 可将远程处理器的分布式 I/O 连接起来。 Controllogix 采用特殊设计的高强度工业硬件平台，而可耐受震动、高温以及各种工业环境下的电气干扰。 硬件采取小型化设计适用于有限的配电盘空间。 Controllogix 操作系统提供了真正具有优先级的多任务环境，从而允许用户通过单独排定软件组件来满足自己的应用要求。 这就大幅度提高了处理器的效率，而且降低了成本，因为它可以减少整个控制系统的处理器数量。 PLC 产品选型 在选择 PLC 产品型号时，应确定系统用 PLC 单机控制，还是用 PLC 形成网络，由此得到 PLC 所需的输入、 输出点数，对控制点数有一个准确的统计，这往往是选择 PLC 的首要条件，一般选择比控制点数多 10%~30%的 PLC。 PLC 系统所用的存储器基本上由 PROM、 EPROM 及 PAM 三种类型组成，存储容量则随机器的大小变化，一般小型机的最大存储能力低于 6KB，中型机的最大存储能力可达 64KB，大型机的最大存储能力可上兆字节。 使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型，必要时也可专门进行存储器的扩充设计。 1756L61 的 通讯功能更强大，简单易用，配备软件也相对容易 ，因此选择1756L61 作为本设计的 CPU。 以太网 以太网 技术 的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心的许多先锋技术项目中的一个。 该标准定义了在 局域网 中采用的电缆类型和信号处理方法。 以太网在互联设备之间以 10~100Mbps 的速率传送信息包，双绞线电缆 10 Base T 以太网由于其低 成本 、高可靠性以及 10Mbps 的速率而成为应用最为广泛的 以太网。 直扩的无线以太网可达 11Mbps，许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信，开放性最好。 以太网可以采用多种连接介质，包括同轴缆、 双绞线 和 光纤 等。 其中双绞线 本科生课程设计（论文） 8 多用于从 主机 到 集线器 或交换机的连接， 而光纤则主要用于交换机间的级联和 交换机 到 路由器 间的点到点链路上。 同轴缆作为早期的主要连接介质已经逐渐趋于淘汰。 以太网卡可以工作在两种模式下：半双工和全双工。 半双工 ： 半双工传输 模式实现以太网 载波监听多路访问 冲突检测。 传统的共享 LAN 是在半双工下工作的，在同一时间只能传输单一方向的数据。 当两个方向的数据同时传输时，就会产生冲突，这会降低以太网的效率。 全双工 ： 全双工传输 是采用 点对点 连接，这种安排没有冲突，因为它们使用双绞线中两个独立的线路，这等于没有安装新的介质就提高了 带宽。 例如在上例的车站间又加了一条并行 的铁轨，同时可有两列火车双向通行。 在 全双工模式 下，冲突检测 电路不可用，因此每个 全双工 连接只用一个端口，用于 点对点 连接。 标准以太网的 传输效率 可达到 50%～ 60%的带宽， 全双工 在两个方向上都提供 100%的效率。 以太网的工作过程如下： 当以太网中的一台 主机 要传输数据时，它将按如下步骤进行： 监听信道上是否有信号在传输。 如果有的话，表明信道处于忙状态，就继续监听，直到信道空闲为止。 若没有监听到任何信号，就传输数据 传输的时候继续监听，如发现冲突则执行 退避算法 ，随机等待一段时间后，重新执行步骤 1（当冲突发生时，涉及冲突的计算机会发送会返回到监听信道状态。 注意：每台计算机一次只允许发送一个包，一个拥塞序列，以警告所有的节点） 若未发现冲突则发送 成功 ，所有计算机在试图再一次发送数据之前，必须在最近一次发送后等待 微秒（以 10Mbps 运行）。 流量计及变频器 选择 2 个流量计分别检测碱粉流量和赤泥浆流量，反馈给 PLC，变频器选择ABPowerflex70 系列。 实际上 Powerflex70 的通信端口为串口，他将串口通信分为 5 个通道，以用于外部通信，每个通道都对应不同的通信设备，因此具有丰富的通信方 法，从而做到了对不同场合不同用途下的通用型与适应性。 Powerflex70 的 DeviceNet 通信需要通过两个部分的组态来完成，一个是适配器的组态，另一个是网络扫描器的组态。 变频器将网络传输的数据通过 20 个字与适配器进行通信，适配器再将数据通过 I/O 映像的方式将数据保存在网络扫描器中。 而扫描中的数据可以在程序中直接进行监控，这样就实现了通过 DeviceNet网络与变频器进行通信的目的。 本科生课程设计（论文） 9 1756I/O 模块 1756I/O 产品系列可提供大量的数字量和模拟量 I/O 模块以满足用户在模块化组件中的应用需求，包括诊 断数字量 I/O 模块和运动控制模块。 模拟量 I/O 模块可执行所要求的 A/D 和 D/A 转换，实现模拟量信号与处理器数据的直接接口，分辨率最高为 16 位。 模拟量 I/O 可由用户组态，这样当 I/O 通信被中断时可以进入所希望的故障响应状态。 该特点提供了故障情况下的一种安全响应。 数字量 I/O 模块具有数字量 I/O 电路，可用于和 ON/OFF 传感器，如按钮、限位开关的连接；也可用于和 ON/OFF 启动器如电动机启动器、指示灯和报警器的连接。 数字量 I/O 模块的输出直接由响应的处理器数据位的状态来控制，输入则直接控制相应的处理器的数据 位的状态。 数字量 I/O 诊断模块可提供其他数字量 I/O 模块所不具备的一些附加功能。 除了可以将输出值写入模块以及从模块读取输入值外，用户还可读取有关模块及 I/O 电路的诊断状态。 1756I/O 模块的特点如下： （ 1）所有通过背板进行通信的模块均是基于生产者 /客户的模式。 （ 2）每个模块都需占用一个单位的槽位，并且模块可以插在 1756 框架的任意槽中。 （ 3）更换模块时无需断开接线；用户配线时将连接线接到可拆卸的端子排上，并将端子排插入模块的前面。 （ 4）用户可以采用不同 I/O 点数的模块，这样就极大的增加了其灵活性 并节约了用户成本。 （ 5）隔离的输入和输出可用于这样一些场合。 例如，使用单独电压源的电动机控制中心。 （ 6）光电隔离和数字滤波可减少信号干扰 . （ 7）作为一种故障诊断帮助，在模块的前面还设有状态指示器，用于指示器输入或输出以及故障状态。 （ 8）将 I/O 模块故障报告给处理器。 （ 9）固态数字量 I/O 模块覆盖了从 10~265V（ AC）以及 10~146V（ DC）的范围；提供的继电器触点输出模块的范围从 10~265V（ AC）以及 5~150V（ DC）。 （ 10）模拟量信号的电压范围包括标准的模拟量输入和输出，以及直接 的热电偶及 RTD 温度输入。 （ 11）模拟量模块软件的可选特性包括干扰电源及干扰环境下的数字滤波，以及每个 I/O 通道的量程选择，以增加用户的灵活性。 本科生课程设计（论文） 10 （ 12。