罗克韦尔ControlLogix系列PLC在深圳航空快件处理应用
日期：2009-4-9 22:23:23 来源：中国自动化网
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贵阳普天物流技术股份有限公司 石开亮
摘要：深圳机场航空快件处理自动分拣系统，该控制系统配置1套罗克韦尔AB的ControlLogix系列控制器，4台操作员站和5个远程I/O机柜，远程机架与控制器通过ControNet相连。系统的控制编程软件采用LOGIX5000，操作员站监控组态软件采用RSVIEW32。该系统应用较为成功，其系统构成和策略值得借鉴。
关键词：分拣系统 ControlLogix系列控制器 控制网络
1 引言
深圳机场快件海关监管中心航空快件处理区自动分拣系统，是支持深圳机场快件海关监管中心进口航空快件处理业务的重要基础设备，根据业务流程中具体应用的要求，系统实现进口航空快件的扫描、输送和分拣的自动化，快件信息的采集、传输、存储和查询的电子化，设备状态信息的采集、传输、报警和查询的平台化。
航空快件处理区自动分拣系统是机械、电气、自控及信息管理系统高度集成的一体化物流 设备。该系统由供包皮带机、输送主线、分拣单元和分拣滑槽等基本组成部分构成，基于EDI数据库信息，通过PLC自动控制系统，实现对海关要求放行、查验和暂扣的快件进行自动分拣的功能，其中海关放行货物将按照快件所属公司名称进行自动分拣(见图1)。
图1 航空快件处理区自动分拣系统现场
2 作业流程
快件EDI预报关；
卸货扫描；
快件称重；
X光机扫描；
快件查验；
快件放行；
快件暂扣；
对海关下达暂扣指令或者无报关数据的快件，系统将其自动分拣至暂扣库，由仓库工作人员办理相关入仓手续。
快件容错；
由于各种原因造成的无法自动分拣的货物，由人工进行集中处理。作业流程如图2所示。
图2 作业流程
3 控制系统
系统使用ControlLogix 系列1756-L61控制器，采用集中管理，分散控制的方式，各个I/O子系统根据现场机电设备的位置分布，负责采集不同的数据。
3.1控制方式
该系统设有自动和手动控制方式（就地和远程方式）。
(1)自动控制方式
如果现场设备和检测信号准确，控制系统通常使用此种运行方式。运行人员在操作员站上将控制方式切换到自动后，控制系统将按预先编制好的启动顺序、时间顺序、联锁条件的自动控制全部被控设备的启动、切换等，并根据联锁条件自动停止或有某些（控制系统以外的）异常情况是人工停止。
(2)自动控制方式
手动控制方式时，根据需要实现的动作，按操作箱上相应的动作按钮来完成，操作箱上的相应的指示灯亮。例如：在手动方式或检修时（检修时如需通电操作必须在手动方式下进行）需要实现某皮带机动作则按相应皮带机的启动按钮，皮带机即会实现相应的动作要求，同时运行指示灯亮，说明该控制回路通电正常。
3.2控制系统网络及外设
分拣控制系统的网络拓扑结构如图3所示。
图3 网络拓扑结构
控制室布置有2台监控机、2台上线机（操作员站）和其它必须的相应外设，这2台监控机软硬件配置完全相同，所实现的功能也完全相同。操作员可以在任何一台监控机上对整个系统设备进行控制，同时工程师也可以在任何一台监控机上对整个系统进行维护。
3.3软件
工程师站上安装有LOGIX5000控制器编程软件和RSVIEW32 WORKS操作员站监控组态软件。LOGIX5000可在线对PLC程序进行修改，RSVIEW32 WORKS软件可在操作员正常监控操作的环境下对上位组态、数据库及操作员界面进行修改。
3.4数据操作
系统中安装有2套RSVIEW32，可将设备历史数据、操作记录、报警记录等保存到数据库里，在操作员工作站上的每一个报警，每一个操作信息都写到数据库中。操作员可在自动控制系统环境下自由地查询、打印记录信息，只有拥有权限的工程师才能对历史记录进行修改。
3.5 ControlNet现场总线
ControlNet网络是一种高速确定性网络，用于对时间有苛刻要求的应用场合的信息传输。它为对等通信提供实时控制和报文传送服务。它作为控制器和I/O设备之间的一条高速通信链路，综合了现有各种网络的能力。
ControlNet是一种最现代化的开放网络，提供了简单、高度确定而且灵活的传输数据方式；ControlNet在执行程序的上载/下载操作、数据实时监控时不会影响到I/O控制的性能。其优越性体现在以下三个方面：控制（Control）、组态（Configure）、数据采集（Collect）。
控制（Control）：ControlNet可以以多中灵活的方式，在各种不同的应用中实现您所需要的实时控制数据交换。
组态（Configure）：ControlNet网络可以对PLC可编程控制器编程，可以在设备调试时对设备组态都不会对控制性能产生任何影响。、
数据采集（Collect）：ControlNet在人机界面显示、趋势分析、配方管理、系统维护与故障排查等方面都非常理想。
4 系统优点
由于采用了现场总线技术，减少了现场电缆的数量和接线工作量，降低了系统故障率。同时对系统提供了很强的诊断工具，可用于检查和定位ControNet网络站点的错误。这些诊断功能也可用作调试、监控功能使其系统结构简化。由于采用ControNet现场总线方式，使其从设计、安装、调试，投入到正常生产运行及检修维护，都体现出较好的优越性。
系统扩展：现场总线ControNet用一根同轴电缆连接PLC和远程机架，若要扩展远程机架，只需将总线延伸加入其它机架设备，不再增加布线的工作量和费用。选用现场总线ControNet为今后的工作创造了有利条件，由于该协议是公开、规范的协议，凡是支持该协议的其它厂家的设备均可方便接入，有利于以后的产品更新换代。
该系统方案为航空快件处理领域较为成熟的一个方案，具有优化的生产工艺，稳定可靠的系统，人性化的控制接口。
5 结束语
联网是PLC 技术发展中的活跃领域，内容非常丰富，并不断有新的技术及系统推出。PLC 网络系统适应工业大规模化的需要，是未来发展的方向。Control Net 是开放网络，具有高速（5Mbps）确定性实时控制和扩展I/O 的能力，采用高柔性控制系统架构，使之应用越来越广泛。如果采用由EtherNet、ControlNet、DeviceNet 组成的3 级计算机通信网络结构并形成具有优异通信性能的罗克韦尔网络结构，那其功能将更加强大，完全可以使分拣系统全部实现集中监控。
参考文献
[1]蔡方伟，吴章维，刘珧，魏成文. ControNet / DeviceNet 现场总线技术. 宝钢技术，2001（6）
[2]浙江大学罗克韦尔自动化技术中心. 可编程序控制器系统.杭州：浙江大学出版社，2000
作者简介
石开亮(1975-) 男 工程师，主要从事PLC控制系统解决方案和应用方面研究。
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贵阳普天物流技术股份有限公司 石开亮
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摘要：深圳机场航空快件处理自动分拣系统，该控制系统配置1套罗克韦尔AB的ControlLogix系列控制器，4台操作员站和5个远程I/O机柜，远程机架与控制器通过ControNet相连。系统的控制编程软件采用LOGIX5000，操作员站监控组态软件采用RSVIEW32。该系统应用较为成功，其系统构成和策略值得借鉴。
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关键词：分拣系统 ControlLogix系列控制器 控制网络
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1 引言
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深圳机场快件海关监管中心航空快件处理区自动分拣系统，是支持深圳机场快件海关监管中心进口航空快件处理业务的重要基础设备，根据业务流程中具体应用的要求，系统实现进口航空快件的扫描、输送和分拣的自动化，快件信息的采集、传输、存储和查询的电子化，设备状态信息的采集、传输、报警和查询的平台化。
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航空快件处理区自动分拣系统是机械、电气、自控及信息管理系统高度集成的一体化物流 设备。该系统由供包皮带机、输送主线、分拣单元和分拣滑槽等基本组成部分构成，基于EDI数据库信息，通过PLC自动控制系统，实现对海关要求放行、查验和暂扣的快件进行自动分拣的功能，其中海关放行货物将按照快件所属公司名称进行自动分拣(见图1)。
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图1 航空快件处理区自动分拣系统现场
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2 作业流程
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快件EDI预报关；
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卸货扫描；
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快件称重；
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X光机扫描；
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
快件查验；
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快件放行；
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
快件暂扣；
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对海关下达暂扣指令或者无报关数据的快件，系统将其自动分拣至暂扣库，由仓库工作人员办理相关入仓手续。
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快件容错；
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由于各种原因造成的无法自动分拣的货物，由人工进行集中处理。作业流程如图2所示。
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图2 作业流程
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3 控制系统
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系统使用ControlLogix 系列1756-L61控制器，采用集中管理，分散控制的方式，各个I/O子系统根据现场机电设备的位置分布，负责采集不同的数据。
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3.1控制方式
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该系统设有自动和手动控制方式（就地和远程方式）。
plcjs.技.术_网
(1)自动控制方式
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如果现场设备和检测信号准确，控制系统通常使用此种运行方式。运行人员在操作员站上将控制方式切换到自动后，控制系统将按预先编制好的启动顺序、时间顺序、联锁条件的自动控制全部被控设备的启动、切换等，并根据联锁条件自动停止或有某些（控制系统以外的）异常情况是人工停止。
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(2)自动控制方式
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手动控制方式时，根据需要实现的动作，按操作箱上相应的动作按钮来完成，操作箱上的相应的指示灯亮。例如：在手动方式或检修时（检修时如需通电操作必须在手动方式下进行）需要实现某皮带机动作则按相应皮带机的启动按钮，皮带机即会实现相应的动作要求，同时运行指示灯亮，说明该控制回路通电正常。
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3.2控制系统网络及外设
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分拣控制系统的网络拓扑结构如图3所示。
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图3 网络拓扑结构
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控制室布置有2台监控机、2台上线机（操作员站）和其它必须的相应外设，这2台监控机软硬件配置完全相同，所实现的功能也完全相同。操作员可以在任何一台监控机上对整个系统设备进行控制，同时工程师也可以在任何一台监控机上对整个系统进行维护。
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3.3软件
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工程师站上安装有LOGIX5000控制器编程软件和RSVIEW32 WORKS操作员站监控组态软件。LOGIX5000可在线对PLC程序进行修改，RSVIEW32 WORKS软件可在操作员正常监控操作的环境下对上位组态、数据库及操作员界面进行修改。
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3.4数据操作
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系统中安装有2套RSVIEW32，可将设备历史数据、操作记录、报警记录等保存到数据库里，在操作员工作站上的每一个报警，每一个操作信息都写到数据库中。操作员可在自动控制系统环境下自由地查询、打印记录信息，只有拥有权限的工程师才能对历史记录进行修改。
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3.5 ControlNet现场总线
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ControlNet网络是一种高速确定性网络，用于对时间有苛刻要求的应用场合的信息传输。它为对等通信提供实时控制和报文传送服务。它作为控制器和I/O设备之间的一条高速通信链路，综合了现有各种网络的能力。
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ControlNet是一种最现代化的开放网络，提供了简单、高度确定而且灵活的传输数据方式；ControlNet在执行程序的上载/下载操作、数据实时监控时不会影响到I/O控制的性能。其优越性体现在以下三个方面：控制（Control）、组态（Configure）、数据采集（Collect）。
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控制（Control）：ControlNet可以以多中灵活的方式，在各种不同的应用中实现您所需要的实时控制数据交换。
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组态（Configure）：ControlNet网络可以对PLC可编程控制器编程，可以在设备调试时对设备组态都不会对控制性能产生任何影响。、
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数据采集（Collect）：ControlNet在人机界面显示、趋势分析、配方管理、系统维护与故障排查等方面都非常理想。
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4 系统优点
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由于采用了现场总线技术，减少了现场电缆的数量和接线工作量，降低了系统故障率。同时对系统提供了很强的诊断工具，可用于检查和定位ControNet网络站点的错误。这些诊断功能也可用作调试、监控功能使其系统结构简化。由于采用ControNet现场总线方式，使其从设计、安装、调试，投入到正常生产运行及检修维护，都体现出较好的优越性。
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系统扩展：现场总线ControNet用一根同轴电缆连接PLC和远程机架，若要扩展远程机架，只需将总线延伸加入其它机架设备，不再增加布线的工作量和费用。选用现场总线ControNet为今后的工作创造了有利条件，由于该协议是公开、规范的协议，凡是支持该协议的其它厂家的设备均可方便接入，有利于以后的产品更新换代。
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5 结束语
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联网是PLC 技术发展中的活跃领域，内容非常丰富，并不断有新的技术及系统推出。PLC 网络系统适应工业大规模化的需要，是未来发展的方向。Control Net 是开放网络，具有高速（5Mbps）确定性实时控制和扩展I/O 的能力，采用高柔性控制系统架构，使之应用越来越广泛。如果采用由EtherNet、ControlNet、DeviceNet 组成的3 级计算机通信网络结构并形成具有优异通信性能的罗克韦尔网络结构，那其功能将更加强大，完全可以使分拣系统全部实现集中监控。
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
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参考文献
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
[1]蔡方伟，吴章维，刘珧，魏成文. ControNet / DeviceNet 现场总线技术. 宝钢技术，2001（6）
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[2]浙江大学罗克韦尔自动化技术中心. 可编程序控制器系统.杭州：浙江大学出版社，2000
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作者简介
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