唐鋼是羅克韋爾自動化公司的老用戶，使用了很多羅克韋爾自動化的軟硬件產品。其中包括唐鋼3＃高爐 （2560M3）系統、粒化渣系統、高爐噴煤系統、燒結自控系統等等，均使用了羅克韋爾自動化公司的PLC5自動控制系統。該產品以其穩定性、良好的可擴 展性、友好的人機界面、軟硬件的開放性贏得了我們的信賴。在唐鋼2＃高爐大修自控系統改造中，我們采用了羅克韋爾自動化公司近年來向國內推出的 ControlLogix自動控制系統。
唐鋼2＃高爐自動控制系統共分為：礦槽系統、爐頂系統、熱風爐系統、煤氣清洗系統、煤氣預熱系統、噴 煤系統（制粉、噴吹）、高爐本體及循環水系統等，整個系統采用7套ControlLogix L5550 冗余系統。考慮到距離遠、節點多、抗干擾等因素，采用了CONTROLNET網絡類型，抗干擾性好，網絡通道冗余，保證可靠通訊。網絡結構為總線型主、子 網結構，既減少了主網的通訊量，保證了人機界面的數據顯示，又有利于子網快速的現場數據采集。下面框圖為整個系統的簡單結構圖，主、子網均為 CONTROLNET網絡，各個控制站依所控設備不同采用不同模板，操作站采用了Rsview32 6.3中文版，界面友好，運行穩定。另外還有一套數據庫管理系統，利用Rslinx所提供的OPC接口進行采集數據，在圖中未標出。
由于整個系統比較龐大，在此只能就整個工藝流程進行簡單介紹。制粉系統將原煤進行細化加工成粉末狀， 經過噴吹系統加壓吹入高爐內，增加高爐內冶煉強度及降低焦比。熱風爐系統用三座熱風爐輪流燃燒、送風，將高溫加壓空氣吹入爐內，使爐內原料在高溫狀態下， 還原為生鐵，是煉鐵生產中的重要環節。礦槽系統將煉鐵所用原料（焦碳、燒結球團礦、雜礦等）按照爐內計算參數進行配料、稱量。爐頂系統根據工藝參數設定數 據進行布料設備、布料方式控制，對高爐爐況有直接的影響。煤氣清洗系統將高爐的副產品煤氣進行一系列的清洗，變成凈煤氣后可用于生產中的其他環節。煤氣預 熱系統對煤氣和助燃空氣預熱后可改善煤氣的燃燒效率。高爐本體安裝有大量的溫度、流量和壓力檢測點，對整個高爐的磚襯、水系統、冷卻壁系統進行連續監測和 控制，使高爐監測控制的主體部分。
和以往接觸新系統一樣，我們開始的時候也心存疑慮，這套控制系統能夠像PLC5系統那樣穩定、可靠嗎？
在進行系統培訓以及以后的應用開發過程中，我們逐漸了解了它。它是一套基于網絡的高可靠性、非常靈活的自動控制產品。
- 它具有靈活的網絡類型及網絡結構：通過在系統中插入不同類型的通訊模板，系統可組成CONTROLNET網、以太網，可連接DEVICENET設備，可進行串行通訊以及DHRIO通訊，網絡結構可以是總線型、樹型等，非常方便、靈活。
- produce/consume通訊方式：通過合理的組織數據結構，CPU之間可進行可靠的、時間嚴格的PRODUCE/CONSUME通訊。
- 全智能型模板：所有模板均為智能型設計，根據模板類型不同，每個模板的每個通道都可依用戶需要進行設置，而且由于網絡的靈活性及模板的智能化，可組態成OWNER工作方式，多個CPU可讀取同一個模板的數據。
- 內部標簽的可定制化：在ControlLogix系統中，不再有類似PLC5中的已設計好的標 簽名稱（I、O、B、N等），而是用戶根據需要進行靈活的標簽定義方式，其中已為用戶提供大量的數據類型，原來的計時、計數等已變成其中的數據類型。用戶 甚至可以定義自己的數據結構，用自己定義的數據結構，用戶可定義成類似這樣的標簽名 稱：BF.system1.hopper1.motor1.state，非常直觀，有些類似于高級語言中的數據結構定義。
- 可靠的冗余設計：在老式PLC5冗余系統應用中，用戶需要自己編寫CPU之間的數據通訊塊，非常繁瑣，不易于維護，在ControlLogix系統中，所有的維護及通訊都由系統自動完成，更加方便、可靠，而且用戶可編寫狀態讀取程序，隨時監控冗余系統的狀態。
- 可刷新升級的模塊固件：ControlLogix系統中有幾種模塊可進行固件升級（CPU、SRM、CNB(R)），固件升級就是運行效能和可靠性的升級，用戶可以從ROCKWELL網站下載新的Flash版本。
由于ControlLogix系統與PLC5系統有許多概念上的不同，加之 ControlLogix系統非常靈活，有許多參數允許用戶進行調整和優化，因此對于好多重要的概念需要理解透徹，比如RPI與NUT、API的概念和相 互關系，對于整個網絡的調度與維護至關重要。連接數（Connection）的概念，對于CNB模板的正常工作非常重要。ControlLogix系統中 數據的組織形式，合理的數據類型定義，對于整個系統的利弊。Schedule和Unschedule數據塊的傳送方式。與上位機的數據傳送方式。 Produce／Consume的工作方式。Keeper的概念以及Keeper在整個網絡中的角色等等。再開始進行應用設計時，我們就遇到了一些問題， 首先，我們的冗余系統，經常出現莫名其妙的問題，兩個CPU連接斷開，不能進行同步，在線添加標簽多個后CPU出現故障，后來升級了CPU和CNB、 SRM的固件版本后，問題解決了。在進行網絡調度時，由于對相關參數的概念和相互聯系不太清楚，導致各種問題的出現，調度不成功，網絡運行狀態不正常，畫 面數據刷新緩慢，程序不能上傳等，在進行了多次咨詢后，概念清楚了，問題就得到了解決。CNB模板在ControlLogix系統中，是本地CPU與其他 基板或CPU、人機界面通訊的唯一通道，地位僅次于CPU模板，它的工作參數的好與壞對整個系統的影響非常大，在我們的控制系統中，由于模板數量多，超出 了CNB模板正常工作的連接數，導致CNB模板CPU占用率很高，系統不能正常工作，后來又增加了一塊CNB模板，連接數和CPU占用率立刻降到正常范 圍，系統也隨之正。
我們的高爐已于2003年元月1日投產，到現在已經生產兩個多月的時間了，控制精度能夠滿足生產需 要，整個系統運行正常。相比起來，它的穩定性不次于PLC5系列，而且它的熱備方式也較為完善，在我們進行應用系統開發時，多次模擬各種故障它都能靈活切 換，讓我們對這套新系統信心大增。
在此，我想以這篇文章，和所有使用和喜歡羅克韋爾自動化軟硬件產品的朋友進行交流。我覺得羅克韋爾軟件產品同樣出色，而且做得非常開放，例如OPC或VBA等等，易于進行二次開發，但由于以ControlLogix為題，不再贅述。
參考文獻
- ControlLogix用戶手冊
- ControlLogix培訓資料
作者簡介
韓雪冰，1993年畢業，一直從事PLC軟件設計及系統維護工作至今，參加過3＃高爐（2560m3）（為PLC5系列）和2＃高爐（2000m3）等多套自控系統的系統組建及軟件設計工作。