浅谈PLC三层网络在顶堆侧取堆取料机上的应用

摘 要：通过介绍了ROCKWELL品牌PLC的三层网络，顶堆侧取堆取料机介绍，并简要说明了PLC三层网络在顶堆侧取堆取料机上的应用。可知ROCKWELL品牌PLC三层网络在顶堆侧取堆取料机上的应用，不仅提升了堆取料机的自动化程度，同时也增加了设备的控制系统的稳定性，可靠性、增加了数据额传输量。

关键词：PLC（可编程控制器）；三层网络；顶堆侧取堆取料机

中图分类号：C96 文献标识码：A

前言

当今社会中，能源问题应经被公众越来越重视，加上煤炭行业的开采限制，使得堆取料机逐步的走进煤炭行业的市场，然而环境污染要求的提高，封闭料场也成为了煤炭储仓必要的选择。顶堆侧取堆取料机成为了这个市场的最佳选择的目标。由于料场环境比较恶劣，对料场设备的安全性、可靠性、自动化程度也要求较高，采用网络通讯提高了其自动化程度，增加了设备的安全性、可靠性。

1 顶堆侧取堆取料机简介

顶堆侧取式堆取料机是上世纪九十年代国外制造公司针对斗轮堆取料机的露天布置所产生的环境污染和占地空间而研制出的一种全新型工艺设备(如图1)。

该类型设备堆料工艺采用顶部锥壳堆料法，取料工艺采用分区分层侧式刮板取料法。

目前已知的国外主要生产厂家有SCHADE、奥钢联公司以及FAM公司、SANDVIK公司等。由于SCHADE公司与国内接触较早，相对比较知名。

目前国外顶堆侧取堆取料机产品最大料仓直径达到φ134m。

该类设备根据取料机支撑形式的不同分为配重式和门架式，广泛应用于火电厂、煤炭、化工、水泥厂等多个领域。

目前，应用于现场的顶堆侧取堆取料机可分成四种结构形式：

1）堆料机水平不变幅，取料机采用配重式结构。

2）堆料机水平不变幅，取料机采用门架式结构。

3）堆料机采用液压俯仰可变幅，取料机采用门架式结构。

4）堆料机采用液压俯仰可变幅，取料机采用配重式结构本类型设备主要由堆料机、取料机、中心柱、中心落料斗几部分组成（如图2）。

堆料机采用悬臂式带式输送机堆料，不带有俯仰功能。堆料机布置在中心柱上部，通过两套回转支承分别与中心柱和来料栈桥固定并绕中心柱回转；堆料机部分主要由上部回转平台、下部回转平台、堆料臂架、配重箱、胶带机等几部分组成。平台左侧布置配重箱及拉杆，右侧布置堆料悬臂及拉杆。两侧拉杆均与上部平台铰接。

堆料机设置多层回转平台，中部回转平台通过一个回转支承固定在中心柱顶部。中部回转平台和上部回转平台中间通过框架固定以便中间通过堆料胶带机。上部回转平台上面固定一个回转支承，与栈桥支座连接。栈桥支座和栈桥间通过球形铰支座固定，栈桥与堆取料机间可以产生相对滑动和转动。

刮板驱动根据布置形式分为布置于臂架与平（转）台外侧和内侧两种结构，位于臂架内侧时，驱动采用立式布置，布置于外侧时采用卧式布置，且链轮组轴承座与臂架铰轴构成一体，习惯上称之为滑动轴承座。

中心柱由3个支腿及中心柱体组成，顶部支撑堆料机，中部支撑取料机，柱体总体为薄壁圆筒型钢板焊接结构。

2 ROCKWELL公司PLC简介

ROCKWELL公司PLC主要分为以下几种机型：

2.1 trollgoix

ControlLogix是一种框架式控制系统，它将顺序控制、过程控制、运动控制和传动控制功能集成在一起，同时还提供通讯和I/O功能。一个最简单的ControlLogix系统由一个独立的控制器和位于同一个框架上的I/O模块组成。

2.2 pactLogix

CompactLogix设计用于为中型应用系统提供Logix解决方案。通常，这些应用系统是具有运动轴、I/O需求和网络连接性要求的计数机级别的控制应用。

2.3 roLogix

MicroLogix是ROCKWELL公司的一种功能强大的新的小型控制器。这种小型可编程控制器可以扩展Compact I/O。满足各种工业应用的要求。

ROCKWELL公司PLC的三层网络

Ethernet/IP: 企业范围的信息管理。面向设备组态、数据采集和实时控制的Ethernet/IP开放工业协议。

Ethernet/IP，这一广泛运用于万维网和大多数电子邮件系统的网络，同样是ROCKWELL在制造层和用户商务系统之间的网络选择，因为通过它访问各种企业的信息系统相当便利。Ethernet/IP网络可向几乎所有的计算机系统和应用软件包提供多厂商的连接能力，并充分利用了现成商用的Ethernet/IP芯片和物理介质，使其成为广为接受的全球标准。采用Ethernet/IP对工厂进行组态、数据采集和控制，就可以同时享有所有标准Ethernet TCP/IP和NetLinx网络架构的优点。

ControlNet：高速、确定和可重复的性能。从原材料到成品，ControlNet是过程控制/制造业的理想控制网络。

ControlNet是一个有独立供货商组织ControlNet intermational Ltd.管理的开放式网络。ControlNet是实时的控制层网络。在单一物理介质链路上，可以通知支持对时间有苛刻要求的实时I/O数据的高速传输，以及报文数据的发送。包括编程和组态数据的上载/下载以及对等信息传递等。在所有采用ControlNet的系统和应用中，其高速的控制和数据传输能力大大提高了实时I/O的性能和对等通讯的能力。

DeviceNet：低成本、快速安装和减少停机时间。DeviceNet预测故障报警功能将帮助迅速采取措施，减少或避免代价高昂的停机时间。

在要求低安装成本，短安装周期和要求减少停机时间的场合，ROCKWELL运用了开放DeviceNet供货商协会的DeviceNet网络，基于成熟的控制器区域网络技术。DeviceNet已成为在世界范围内拥有超过400家以上供货商的开放式网络。

DeviceNet是一种低成本，面向底层工业设备联网解决方案，并提供了对这些设备智能化信息进行存取的有效途径，采用DeviceNet可以通过开放的网络将设备直接连接到工厂级控制器上，从而省去了每台设备到I/O模块的硬接线。这种直接连接大大降低了代价不菲而又费时的接线工作量。

3 顶堆侧取堆取料机上的网络硬件配置

PLC主机部分安装于取料机配电室内，主机采用ROCKWELL 公司的ControlLogix L61或CompactLogix L43 CPU作为主机。与上级上位系统采用Eternet通讯，一般距离较远，传输介质一般采用光纤。终端采用光电转换模块将光信号转换为电信号。PLC从站分别放置于堆料机配电室及司机室中，从站采用ROCKWELL公司的FLEX I/O。通过Controlnet网络连接。同时将变频器接入其网络，进行数据交换及控制。在司机室内装有Controlnet转Devicenet转换模块（1788-CN2DN）。旋转编码器通过Devicenet网络接入其模块。

顶堆侧取堆取料机上的网络软件组态

3.1 Devicenet网络组态

Devicenet网络中的主要设备为转换模块（1788-CN2DN）一个，编码器（5860DNET）3个。通过ROCKWELL公司软件RSNetWork for DviceNet进行组态，如图4所示。

图4 顶堆侧取堆取料机DeviceNet网络组态图

Devicenet网络中的站地址分别为1~4。通过读取站地址，来选取读取设备数据。

3.2 Controlnet网络组态

Controlnet网络中的主要设备为Controlnet通讯模块（1768-CNB）一个，扩展连接模块（1794-ACN15）三个，转换模块（1788-CN2DN）一个，变频器三个。通过ROCKWELL公司软件RSNetWork for ControlNet进行组态，如图5所示。

Controlnet网络中的站地址分别为1~8。通过读取站地址，来选取读取设备数据。

3.3 Eternet网络组态

Eternet网络中的主要设备为上位系统一台，本机Eternet网络模块（1769-ENBT）一个，远程Eternet网络模块（1769-ENBT）一个。通过ROCKWELL公司软件RSNetWork for EternetNet进行组态，如图6所示。

图6 顶堆侧取堆取料机EternetNet网络组态图

4 顶堆侧取堆取料机软件程序

总结

ROCKWELL品牌PLC三层网络在顶堆侧取堆取料机上的应用，不仅提升了堆取料机的自动化程度，同时也增加了设备的控制系统的稳定性，可靠性、增加了数据额传输量。ROCKWELL品牌PLC的三层网络，结构简单，层次清晰。在料场环境比较恶劣，对料场设备的安全性、可靠性、自动化程度也要求较高环境下，OCKWELL品牌PLC的三层网络是个可用的方案。

参考文献

[1]房振发，李春雷PCL在取机上的应用[J].自动化仪表，2003（11）.