基于GE PACSystems RX3i的水箱液位控制設計

劉　斌，尹社會，劉春茂

（河南工業職業技術學院，河南 南陽　473000）

基于GE PACSystems RX3i的水箱液位控制設計

劉斌，尹社會，劉春茂

（河南工業職業技術學院，河南 南陽473000）

液位控制是常見的工業過程控制之一，它廣泛運用于水塔、鍋爐、高層建筑水箱、罐、工業化工槽等受壓容器的液位測量。主控器采用PACSystems RX3i系列的IC695CPU310模塊，控制對象為實驗室的水箱液位設備，采用以太網進行通訊，完成了系統硬件配置以及各個模塊的梯形圖設計與調試，實現了任意液位高度的手動/自動調節。

液位控制；RX3i；iFix

PAC系統是繼PLC、DCS之后的新一代控制系統，是綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術的一種新型的、實用的多功能控制器平臺，廣泛應用于工業控制領域。美國GE通用電氣的PACSystems提供第一代可編程自動化控制系統，為多個硬件平臺提供一個控制引擎和一個開發環境，與其他PLC相比具有更強的處理速度和通信速度。液位控制是常見的工業過程控制之一，它廣泛運用于水塔、鍋爐、高層建筑水箱、罐、工業化工槽等受壓容器的液位測量。在設計中針對水箱實物模型，要求熟悉RX3i系列控制器的結構、功能和基本指令，利用GE PACSystems RX3i編制PAC程序完成水箱液位PID控制。利用iFIX組態軟件，將液位控制中的重要數據進行采集和管理。

1　PACSystems RX3i的硬件結構

PACSystems RX3i控制器是美國GE通用電氣的可編程自動化控制器，是可編程自動化控制器PACSystems家族的新增加的一員。PACSystems RX3i模塊在一個小型的、低成本的系統中提供了高級功能，它具有下列性能上的優點：①擁有300MHz微處理器10MByte用戶內存的高性能控制器。無需多個控制器，使控制更簡單；②通用的PCI總線背板，背板高速PCI總線速度為27MHz，使得復雜I/O的數據吞吐率更大，簡單I/O的串行總線讀寫更快，優化了系統性能和投資。背板總線支持帶電插拔功能，減少系統停機時間；③廣泛的I/O模塊選擇（已推出40多種）適合從簡單到復雜的應用。此外，系統還提供多種網絡接口模塊。

2　監控系統的設計

利用GE公司的iFix組態軟件既可以實現可視化監控界面的設計，也可以實現對液位控制系統的監控和管理。利用組態軟件的單機監控和聯機監控功能，在實驗室局域網內可以實現單機和聯網監控。

（1）創建IFIX系統工程。iFix組態軟件是基于文件的形式進行管理的。和大多數應用軟件一樣，iFix組態軟件也需要建立一個新的工程來對系統進行管理。本設計創建了一個名為yeiwei的iFix工程，其文件形式如下，包括ALM、APP、HTR、HTRDATA、LOCAL、PDB、PIC、RCC、RCM文件。其中ALM文件是對報警相關配置進行存儲和管理；APP文件存儲相關應用程序；PDB是對數據庫進行存儲和管理；LOCAL主要儲存驅動等相關配置，PIC與畫面的設計相關，包括圖符集等；HTR、HTRDATA是與歷史數據管理相關的文件。

（2）創建組態畫面。至此，已經創建好了液位控制系統的iFix工程，并進行了驅動等相關配置。啟動iFix軟件的yeiwei工程，就可以為工程創建多個界面。本設計創建了現場設備、監控主界面、報警顯示及趨勢曲線五個監控界面。每個界面上生成有相關聯的靜態和動態圖像對象。這些畫面都是由iFix組態軟件提供的豐富的圖形對象組成的，主要從圖符集中調出，利用iFix可以兼容第三方圖庫，能夠創造出精美而實用的畫面。

（3）構造數據庫。本設計建立的1個名為YEIWEI的AI類型（模擬量輸入標簽），用于采集傳感器傳送過來的電壓信號，即反應液位高度的值；5個AR類型（模擬量寄存器類型）標簽，分別是KP、KI、KD、T、SP，分別代表PID參數的比例常數、積分系數、微分系數、采樣時間及設定值；1個CA塊是YEIWEI的下一塊，計算實際高度的值，最后顯示到界面上；還有多個DR類型的變量，用于開關量控制。

3　結語

液位控制系統是自動控制技術在控制領域的成功運用。基于PACSystems RX3i的液位控制管理系統，實現了PAC的可編程邏輯控制技術、以太網現場總線的網絡通信和iFix組態的可視化監控功能的成功整合。通過調試，該系統能夠很好地執行設定的任務，體現在以下3個方面：①PID控制程序實現對液位的控制。②具有網絡功能，通過局域網，可以在任意聯網的計算機實現液位的監控。③報警顯示。報警顯示界面的四個指示燈會在設定的范圍內進行低低、低、高、高高報警顯示，準確靈敏。

［1］余發山.單片機原理及應用技術［M］.徐州：中國礦業大學出版社，2003.

［2］宋明剛.智能PID方法在高精度控溫中應用研究［J］.測控技術，1997，16（1）：12-14.

［3］陳杰.傳感器與檢測技術［M］.北京：高等教育出版社，2002.

Design of Water Temperature Control System based on GE PACSystems RX3i

LIU Bin，YIN She-hui，LIU Chun-mao
（Design of Water Temperature Control System based on GE PACSystems RX3i，Nanyang，Henan 473000，China）

The level control is one of the common industrial process control，and is widely used in cooling towers，boilers，high-rise buildings，water tanks，tanks，industrial chemical tank level measurement of the pressure vessel.The master control adopts equipment of the Water Level PACSystems RX3i series IC695CPU310 module，using the Ethernet communication，the PME software system hardware configuration，design and debugging of various modules of the ladder to achieve a any level of a high degree of manual/automatic adjustment.

level control；RX3i；iFix

G717

A

2095-980X（2016）07-0059-01

2016-06-03

劉斌（1982-），男，河南南陽人，助教，主要研究方向：網絡控制工程技術。