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        基于EtherNet/IP網(wǎng)絡的PLC硬件再分配與CPU通信

        2015-01-13 06:09:50黃立華陳國強張佳福
        化工自動化及儀表 2015年4期
        關鍵詞:網(wǎng)段組態(tài)以太網(wǎng)

        黃立華 陳國強 張佳福

        (1.中國石油克拉瑪依石化公司,新疆 克拉瑪依 834003;2.新疆同益投資有限公司,新疆 克拉瑪依 834003)

        中國石油克拉瑪依石化公司原有一套煉化裝置生產(chǎn)回水處理裝置A,后需新增一套除油裝置B,兩套水處理系統(tǒng)均以Rockwell PLC為控制核心,并通過1756-ENBT模塊連接到同網(wǎng)段的以太網(wǎng)。在B裝置建設中發(fā)現(xiàn)其部分現(xiàn)場設備距離A裝置控制柜很近,而距離B控制柜較遠,從B控制柜到新建設備的橋架敷設難度較大。經(jīng)相關技術人員分析后,決定通過硬件組態(tài)將安裝在A裝置機架上的模塊組態(tài)到B裝置,將該模塊的控制權歸屬于B,從而避免昂貴的硬件接線費用。由于兩套裝置的部分數(shù)據(jù)需要共享,因此采用RSLogix 5000的Produced/Consumed標簽功能加以實現(xiàn)。

        1 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡結構①

        改造后,整個水處理裝置的控制系統(tǒng)為開放性網(wǎng)絡,系統(tǒng)分為設備層、控制層和信息層,如圖1所示。A裝置控制網(wǎng)通過本地節(jié)點的CNB模塊與遠程節(jié)點連接,傳輸介質(zhì)為同軸電纜。利用ControlNet網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程I/O控制與管理。A裝置含兩類遠程節(jié)點,其中FLEX I/O系統(tǒng)通過ControlNet適配器連接到ControlNet網(wǎng)絡,F(xiàn)LEX I/O模塊不具備直接通信功能,無法利用EtherNet/IP網(wǎng)絡組態(tài)到B裝置。本地節(jié)點和另一遠程節(jié)點上的每一個模塊都具備單獨的通信功能,可以通過硬件組態(tài)將A裝置的對應模塊組態(tài)到B裝置。信息層主要通過ENBT模塊連接到交換機,實現(xiàn)處理器和本地節(jié)點模塊與同網(wǎng)段中其他節(jié)點的通信,其他節(jié)點包括上位機、同網(wǎng)段處理器、本地節(jié)點模塊和其他智能設備。兩套裝置通過上層交換機組網(wǎng)。

        圖1 水處理裝置控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構示意圖

        2 PLC硬件重分配

        硬件重新分配要求兩套PLC控制器必須在同一網(wǎng)段,利用RSLinx軟件通過新建一個EtherNet/IP驅(qū)動,可以自動獲取這兩套控制器的硬件分布、IP及硬件版本等信息,如圖2所示。若不在同一網(wǎng)段將無法在同一驅(qū)動連接下獲取該信息[1,2]。

        圖2 A、B控制器的實際硬件信息

        RSLinx掃描到的硬件信息與RSLogix 5000的硬件組態(tài)無關,僅與網(wǎng)絡中實際模塊的位置和模塊自身的信息有關。改造中將A裝置2#槽DO輸出模塊OB16D組態(tài)到B裝置,OB16D模塊安裝在A裝置機架上。但由于B裝置擁有實際控制權,A不具有控制權,因此在A組態(tài)中2#槽不組態(tài)。

        如圖3所示,B裝置中在5#槽添加其自身以太網(wǎng)模塊B_ENBT,同時添加與之通信的A裝置的以太網(wǎng)通信模塊A_ENBT,要將OB16D模塊添加到B的硬件中需采用RSNetWorx for EtherNet-IP工具對B的硬件組態(tài)進行結構優(yōu)化,然后在B的A_ENBT下添加OB16D。添加方法與本地模塊相同,槽號為2,模塊版本信息參考RSLinx,如圖4所示。此時在B工程的Controller Tags中會自動生成OB16D對應的標簽信息,如輸出標簽名為B_ENB:2:O,在B的邏輯組態(tài)中可直接引用。由于B的硬件組態(tài)中需添加A的模塊,因此B的RSLogix軟件版本不能低于A的版本,否則無法完成對應模塊的添加。

        圖3 A裝置硬件組態(tài)

        圖4 B裝置硬件組態(tài)

        3 數(shù)據(jù)共享

        B為新增裝置,其生成運行需獲取A裝置的部分數(shù)據(jù),筆者采用Rockwell的Produce/Consumed標簽實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。在A的Controller Tags中新建全局變量標簽,數(shù)據(jù)類型選擇為Produced,并設置Connection的鏈接個數(shù),本例中設置為3,需要注意的是:該數(shù)值不得少于接收者個數(shù)。A控制器以廣播形式發(fā)送對應的Produced型標簽數(shù)據(jù)。作為接收方,B必須建立與之對應的標簽,用于接收A發(fā)送的數(shù)據(jù),如圖5所示,B新建標簽選擇數(shù)據(jù)類型為Consumed,Connection中設置數(shù)據(jù)源提供者和對應的變量名。

        圖5 接收方數(shù)據(jù)設置

        A以廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù),而B接收數(shù)據(jù)需建立相應的鏈路。數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收是基于以太網(wǎng)的,因此在B的ENB模塊首先需添加A的ENB模塊,建立以太網(wǎng)通信;其次接收數(shù)據(jù)由硬件A_CPU提供,鏈路需指定到對應的硬件設備。其中,B通信數(shù)據(jù)的硬件組態(tài)如圖6所示。設置完成后指定數(shù)據(jù)標簽將按照設定的RPI時間進行刷新。

        圖6 A、B數(shù)據(jù)共享硬件組態(tài)

        4 結束語

        此次技術改造中,硬件重新分配與數(shù)據(jù)共享都建立在以太網(wǎng)的基礎之上,借助ENBT模塊以及交換機構建局域網(wǎng)。通過硬件組態(tài)合理地對兩套裝置的硬件進行再分配,避免了昂貴和繁瑣的硬件接線。通過數(shù)據(jù)共享使得裝置之間的聯(lián)系更緊密,更好地滿足了工藝需求。

        [1] 周顯兵,北慧山,王士新.淺析工業(yè)過程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡安全解決方案[J].石油化工自動化,2014,50(1):10~13.

        [2] 黃立華,許海梅,張明星.基于RSView32的PLC網(wǎng)絡的設計與實現(xiàn)[J].石油化工自動化,2014,50(2):74~75.

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