基于GE PACSystems RX3i的水箱液位控制设计

刘　斌，尹社会，刘春茂

（河南工业职业技术学院，河南 南阳　473000）

基于GE PACSystems RX3i的水箱液位控制设计

刘斌，尹社会，刘春茂

（河南工业职业技术学院，河南 南阳473000）

液位控制是常见的工业过程控制之一，它广泛运用于水塔、锅炉、高层建筑水箱、罐、工业化工槽等受压容器的液位测量。主控器采用PACSystems RX3i系列的IC695CPU310模块，控制对象为实验室的水箱液位设备，采用以太网进行通讯，完成了系统硬件配置以及各个模块的梯形图设计与调试，实现了任意液位高度的手动/自动调节。

液位控制；RX3i；iFix

PAC系统是继PLC、DCS之后的新一代控制系统，是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的一种新型的、实用的多功能控制器平台，广泛应用于工业控制领域。美国GE通用电气的PACSystems提供第一代可编程自动化控制系统，为多个硬件平台提供一个控制引擎和一个开发环境，与其他PLC相比具有更强的处理速度和通信速度。液位控制是常见的工业过程控制之一，它广泛运用于水塔、锅炉、高层建筑水箱、罐、工业化工槽等受压容器的液位测量。在设计中针对水箱实物模型，要求熟悉RX3i系列控制器的结构、功能和基本指令，利用GE PACSystems RX3i编制PAC程序完成水箱液位PID控制。利用iFIX组态软件，将液位控制中的重要数据进行采集和管理。

1　PACSystems RX3i的硬件结构

PACSystems RX3i控制器是美国GE通用电气的可编程自动化控制器，是可编程自动化控制器PACSystems家族的新增加的一员。PACSystems RX3i模块在一个小型的、低成本的系统中提供了高级功能，它具有下列性能上的优点：①拥有300MHz微处理器10MByte用户内存的高性能控制器。无需多个控制器，使控制更简单；②通用的PCI总线背板，背板高速PCI总线速度为27MHz，使得复杂I/O的数据吞吐率更大，简单I/O的串行总线读写更快，优化了系统性能和投资。背板总线支持带电插拔功能，减少系统停机时间；③广泛的I/O模块选择（已推出40多种）适合从简单到复杂的应用。此外，系统还提供多种网络接口模块。

2　监控系统的设计

利用GE公司的iFix组态软件既可以实现可视化监控界面的设计，也可以实现对液位控制系统的监控和管理。利用组态软件的单机监控和联机监控功能，在实验室局域网内可以实现单机和联网监控。

（1）创建IFIX系统工程。iFix组态软件是基于文件的形式进行管理的。和大多数应用软件一样，iFix组态软件也需要建立一个新的工程来对系统进行管理。本设计创建了一个名为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文件是对报警相关配置进行存储和管理；APP文件存储相关应用程序；PDB是对数据库进行存储和管理；LOCAL主要储存驱动等相关配置，PIC与画面的设计相关，包括图符集等；HTR、HTRDATA是与历史数据管理相关的文件。

（2）创建组态画面。至此，已经创建好了液位控制系统的iFix工程，并进行了驱动等相关配置。启动iFix软件的yeiwei工程，就可以为工程创建多个界面。本设计创建了现场设备、监控主界面、报警显示及趋势曲线五个监控界面。每个界面上生成有相关联的静态和动态图像对象。这些画面都是由iFix组态软件提供的丰富的图形对象组成的，主要从图符集中调出，利用iFix可以兼容第三方图库，能够创造出精美而实用的画面。

（3）构造数据库。本设计建立的1个名为YEIWEI的AI类型（模拟量输入标签），用于采集传感器传送过来的电压信号，即反应液位高度的值；5个AR类型（模拟量寄存器类型）标签，分别是KP、KI、KD、T、SP，分别代表PID参数的比例常数、积分系数、微分系数、采样时间及设定值；1个CA块是YEIWEI的下一块，计算实际高度的值，最后显示到界面上；还有多个DR类型的变量，用于开关量控制。

3　结语

液位控制系统是自动控制技术在控制领域的成功运用。基于PACSystems RX3i的液位控制管理系统，实现了PAC的可编程逻辑控制技术、以太网现场总线的网络通信和iFix组态的可视化监控功能的成功整合。通过调试，该系统能够很好地执行设定的任务，体现在以下3个方面：①PID控制程序实现对液位的控制。②具有网络功能，通过局域网，可以在任意联网的计算机实现液位的监控。③报警显示。报警显示界面的四个指示灯会在设定的范围内进行低低、低、高、高高报警显示，准确灵敏。

［1］余发山.单片机原理及应用技术［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2003.

［2］宋明刚.智能PID方法在高精度控温中应用研究［J］.测控技术，1997，16（1）：12-14.

［3］陈杰.传感器与检测技术［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

刘斌（1982-），男，河南南阳人，助教，主要研究方向：网络控制工程技术。