劉 鑫

（神華黃驊港務(wù)有限責任公司，河北 滄州 061113）

黃驊港一、二期工程的裝卸工藝復(fù)雜、設(shè)備種類多、地理布局較分散，其主要設(shè)備有皮帶機、翻車機、堆料機、堆取料機、取料機、裝船機，由這些設(shè)備優(yōu)化組合成105工藝流程，實現(xiàn)煤炭輸出。下面以黃驊港一期工程為例對ControlNet現(xiàn)場總線的應(yīng)用做簡要說明。

一、ControlNet控制網(wǎng)

1.控制系統(tǒng)主要特點

ControlNet是一個高速的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，在同一電纜上同時支持I/O信息和報文信息，包括程序、組態(tài)、報文、診斷等信息，集中體現(xiàn)了控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)對控制、組態(tài)、采集等信息的完全支持。ControlNet是基于生產(chǎn)者/客戶這一網(wǎng)絡(luò)模型，該模型為網(wǎng)絡(luò)提供更高有效性、一致性和柔韌性。ControlNet是確定性、可重復(fù)性的控制網(wǎng)絡(luò)，同一鏈路上允許有多個控制器同時共存，網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點居于對等地位，可以從任意節(jié)點實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存取，網(wǎng)絡(luò)總線速率為5Mbit/s，網(wǎng)絡(luò)可支持的最大節(jié)點數(shù)為99個?？偩€拓撲結(jié)構(gòu)可以是星型、樹型、總線型或是這三者之間的任意組合，使用光纖傳輸可以達到30km。

2.控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

黃驊港一期中央控制系統(tǒng)主要分為皮帶機系統(tǒng)和大型裝卸機械兩大部分，采用1756－L63控制器作為主機。翻車機、堆料機.取料機、裝船機采用1785-L40/C處理器或1756－L55控制器，并通過Controlnet網(wǎng)絡(luò)與主機交換數(shù)據(jù)。一期裝卸系統(tǒng)主要由16臺單機和21條皮帶機以及相應(yīng)的輔助設(shè)施構(gòu)成，用以實現(xiàn)各工藝流程設(shè)備的電氣自動控制和操作、順序邏輯控制、儀表模擬量監(jiān)控等功能，對信息進行檢測、記錄和同步處理，執(zhí)行設(shè)備運行控制和越限報警等?？刂葡到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1。

整個系統(tǒng)的控制設(shè)備網(wǎng)絡(luò)節(jié)點基本分布在四個部分：中央控制室、變電所、裝船單機和卸車單機。位于同一地點的節(jié)點 (或距離較近)直接采用同軸電纜（1786-RG6） 連接，變電所、單機與中央控制室的距離較遠，因此采用光纜作為傳輸介質(zhì)，以滿足通信組網(wǎng)需要。

3.控制系統(tǒng)主要功能

黃驊港一期中央控制系統(tǒng)主要功能如下。

（1） 實現(xiàn)皮帶機系統(tǒng)的逆料流順序啟動。皮帶機系統(tǒng)的逆料流順序啟動是從工藝流程的終點設(shè)備依次啟動至工藝流程的始點設(shè)備，保證在料流下游的設(shè)備正常運轉(zhuǎn)后方能啟動料流上游設(shè)備。

（2） 實現(xiàn)皮帶機系統(tǒng)的故障啟停。工藝流程中某設(shè)備出現(xiàn)重故障后，故障發(fā)生點設(shè)備以及上游的所有設(shè)備全部停止運行。待故障處理完畢并復(fù)位后，故障發(fā)生點設(shè)備上游的所有設(shè)備按逆料流順序啟動，當發(fā)生流程急停故障時，整個流程設(shè)備全部停止運行。

（3） 實現(xiàn)多個流程同時工作。

（4） 實現(xiàn)皮帶機系統(tǒng)的順序停止。皮帶機系統(tǒng)的順序停止是從皮帶機系統(tǒng)的始點設(shè)備依次停止至終點設(shè)備，保證在順序停止過程中不壓料和堵料，同時要考慮設(shè)備的停止時間延時。

（5） 現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。

（6） 實時的報警畫面能保證故障被及時發(fā)現(xiàn)和處理。

4.控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

ControlNet網(wǎng)絡(luò)根據(jù)自己的規(guī)則安排數(shù)據(jù)的流通，這就是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。網(wǎng)絡(luò)一點要通過組態(tài)規(guī)劃，確保數(shù)據(jù)的流通暢通才能夠正常運行。組態(tài)軟件提供圖形化的網(wǎng)絡(luò)視圖，改善帶寬利用率，具有在線和離線組態(tài)網(wǎng)絡(luò)的能力。ControlNet網(wǎng)絡(luò)組態(tài)的主要步驟如下。

（1） 用戶用軟件工具對ControlNet進行組態(tài)，用戶需輸入NUT、UMAXM和SMAX，物理參數(shù)（節(jié)點數(shù)、電纜長度、中繼器數(shù)目），應(yīng)用程序（節(jié)點） 之間需要交換的數(shù)據(jù)大小以及RPI。

（2） 組態(tài)工具為用戶計算及保留以下一些主要參數(shù)：保證足夠的非預(yù)定時段以保證一個最大長度的幀拿到令牌后能在一個NUT中發(fā)送出去，計算NUT能否支持請求的組態(tài)參數(shù)，計算slottime和API，計算預(yù)定時段和非預(yù)定時段的可用百分比，一旦用戶滿意組態(tài)工具的計算結(jié)果，組態(tài)信息可以下載到整個網(wǎng)絡(luò)。

二、人機界面

黃驊港一期中央控制系統(tǒng)中信息層采用以太網(wǎng)，主要是監(jiān)控計算機對控制器進行數(shù)據(jù)的采集和控制器之間的通信。監(jiān)控計算機主畫面主要由單機、皮帶機和轉(zhuǎn)接機房組成，監(jiān)控整個港口的生產(chǎn)工藝流程。通過鼠標點擊相應(yīng)的設(shè)備即可獲得其運行參數(shù)及狀態(tài)，如行走距離、俯仰角度、控制信號的狀態(tài)等。根據(jù)信號類型和分布區(qū)域繪制工藝流程圖，在流程圖上現(xiàn)場設(shè)備的地理位置、工作狀況和儀表數(shù)據(jù)都能在畫面上形象、直觀、實時地顯示出來。關(guān)鍵數(shù)據(jù)都設(shè)定了限值報警和動作數(shù)值，流程故障系統(tǒng)主要分為輕故障和重故障，輕故障表現(xiàn)為報警，重故障表現(xiàn)為報警的同時輸出動作。與此同時，系統(tǒng)自動把報警記錄的開始時間、持續(xù)時間、復(fù)位時間等轉(zhuǎn)存到報警歷史數(shù)據(jù)庫中供查看。實時、歷史數(shù)據(jù)和曲線為流量控制和計算分析提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時為裝船作業(yè)的結(jié)船提供依據(jù)。

三、結(jié)論

該控制系統(tǒng)于2001年10月正式投入使用，控制系統(tǒng)安全可靠，操作靈活，界面人性化，大大提高了工作效率和控制精度，經(jīng)濟效益可觀。

[1]鄧李.controllogix系統(tǒng)實用手冊 [M].機械工業(yè)出版社.