1 引言
Compo Bus/D是OMRON一种开放式，多主控的器件网络。它采用Device Net通信规约，主要功能有远程开关量和模拟量的I/O控制及信息通信，是一种控制功能齐全，配置灵活，实现方便的分散控制网络。
郑州热电厂输煤系统布置有5个储煤筒仓，不同煤种分仓存放，下设有5台环式给煤机(以下简称:环给)，系统运行时，一般启动2到3台环给同时运行以满足向锅炉上煤的配比要求。原控制系统为传统的继电器控制系统，现场运行方式为人工就地手动控制方式，自动化程度很低。在输煤系统程控改造设计中，为5台环给分别配置1台CQM1H型PLC，并采用Compo Bus/D器件网络连接。实现了对5台环给的集散控制。
2 系统构成
环给Compo Bus/D通信系统由一只配有Compo Bus/D主单元的PLC—C200HE、5只配有链接从单元的PLC—CQM1H及3只模拟输入终端(Compo Bus/D从单元)等构成，系统连接见图1。装有Compo Bus/D主单元的PLC—C200HE，同时是构成输煤程控系统的Controller Link网的一个节点(配有CLK单元)，负责控制输煤系统中一部分设备。Compo Bus/D网与Controller Link网之间的信息沟通通过这只C200HE机完成。
每台环给有3个模拟量输入。若采用CQM1模拟量输入单元，则CQM1H上还需加装更多的链接单元才能将信息传送到Compo Bus/D主单元，设计中采用配置模拟输入终端的方式解决模拟量的输入问题。模拟输入终端作为Compo Bus/D通信系统中的一个节点，直接将模拟信号传送到装有Compo Bus/D主单元的C200HE机。由于装有Compo Bus/D主单元的C200HE设在#3控制室内，且#4，#5环给的控制盘柜均设在#3控制室内，故考虑#4，#5环给的相关模拟输入量直接输入到C200Ha机的模拟量输入单元内，不再设DRTI-AD04模拟输入终端。
2.1 Compo Bus/D通信系统
Compo Bus/D是OMRON一种开发式的网络，它遵循Device Net(器件网)开放现场网络标准，非OMRON公司生产的设备，如主单元和从单元，可以连接到该网络上。Compo Bus/D是OMRON主推的网络之一，它的内容丰富，功能很强。Compo Bus/D支持下列两类类型的通信:
(1) 远程I/O通信:即无须编写特别的程序，装有主单元PLC的CPU可以直接读写从单元的I/O点，实现远程控制。
(2) 信息通信:安装主单元的PLC在CPU单元里执行特殊指令SEND，RECV，CMND和IOWR，向其它主单元，安装主单元PLC的CPU单元，从单元，甚至其它公司的主单元或从单元读写信息，控制它们的运行。
表1列出Compo Bus/D通信系统的主要技术指标。
2.2 Compo Bus/D通信单元
Compo Bus/D主单元有两种:CVMI-DRM21-Ⅵ和C200HW-DRM21-Ⅵ，其相关特性见表2。
2.3 远程I/O通信
远程I/O通信时，安装主单元的PLC应在CPU的I/O存储区中为每个从单元分配字地址，以实现与从单元I/O数据的自动交换。远程I/O分配有两种形式:缺省分配和用户设定分配。使用缺省远程I/O分配时，PLC存储区中的字地址是根据从单元的节点地址进行分配。分配的字地址分成输入区和输出区，PLC由输入区接受从单元的输入，由输出区输出数据到从单元。每个节点地址分配一个输入字和一个输出字。如果一个从单元需要不止一个输入/输出字，它将占有不止一个节点地址，如果一个从单元需要的字少于1个字，它仅占有分配给它的字最右边的位。分配给主单元节点地址的字，主单元不使用，可被从单元使用，但主单元的节点地址不能与从单元节点地址重复。
2.4 Compo Bus/D网的设置
Compo Bus/D网的设置包括安装在C200HE上的主单元(作为特殊I/O单元)和安装在CQMIH上的从单元的设置。
主单元的设置:单元号为#0，节点号为:00，波特率为500kbps(网络实际连接长度小于100m)。
从单元的设置:见图1，波特率为500kbps。
3 环给控制部分的程控设计
3.1 采用CQM1H型PLC的环给电气控制系统
每台环给分别配置一台CQM1H型PLC，完成单台环给的控制任务。PLC配置示意图见图2。图3为环给电气控制原理示意图。图3中，S82K-03024电源提供DC24V(1.2A)直流电源供给CPU单元输入通道及CQM1-ID212输入单元的输入回路电源。输出通过输出单元由AC220V控制电源直接驱动各电机接触器，不再加隔离继电器--因为:触点输出单元的触点满足各电机接触器线圈容量。为保护输出单元，在接触器线圈两端可接浪涌抑制器，使其吸收负荷所产生的反电势。
3.2 环给犁煤车变频器(VARISPEED-616G5)及其设定。
犁煤车采用变频器调速—安川变频器—616G5 37kW。运行方式为1台变频器带3台电动机(11kW)。原控制方式为由继电器组成的控制系统，运行电流，频率仅在就地显示，运行方式为现场就地控制方式，远方(输煤集控室)只能启/停犁煤车和给煤车，不能远方调速，变频器送电也需在就地操作;犁煤车调速时，由现场运行人员手动调节输出频率;给煤车上的2台犁煤器也需在就地控制。
VS-616G5变频器群参数的设定:VS-616G5变频器有许多参数需事先设定。其中其控制回路端子大多为多功能端子，也需对其对应的参数进行设定。
(1) 调速方式的设定:原调速方式中，利用外加旋转电位器接变频器15，13，17端子，实现就地手动调整功能。考虑到输煤程控改造后在远方和就地两种方式下操作的方便性，利用电位器调整方式已不合适。G5变频器控制端子3～8为多功能端子，可设定为UP/DOWN指令(加减速指令)，利用UP/DOWN信号指令可执行加减速。UP/DOWN 指令动作说明见图4。
在环给控制系统中，不设加减速停止按扭，因此，参数D4-01设定为0。
利用UP/DOWN方式调整变频器的输出频率，只需在就地控制柜上设加/减速按扭(各一)即可满足就地调速的功能，远方(输煤集控室)调速功能在PLC程序中实现，通过CQM1H的输出模块输出接点(两个，分别对应UP/DOWN即可)实现。采用UP/DOWN方式实现频率的远方/就地调整，实现方便，且便于操作。
(2) 犁煤车电机停止方法采用自由停止方式设定参数:B1-03=01(=00时，减速停止)。
变频器接线原理图见图5。
3.3 环给控制系统的功能及PLC程序设计
(1) 控制系统的功能
a) 两种工作状态:程控/就地。程控状态下，远方操作启/停，加/减速，就地也可操作加/减速，但不能启动(能停止)。环给与下部#6A，B皮带联锁投入。就地状态下，远方操作无效。通过就地盘柜启/停，但失去与#6A，B皮带的联锁，，仅有犁煤车与给煤车的联锁(主要是考虑方便就地检修调试)。就地操作时，先合变频器输入电源，远方操作时，变频器电源自动投入，停止运行后延时自动切断变频器电源。无论在哪种工作方式下，就地仪表与远方上位机画面上均显示相关监视参数。
b) 环给与#6A，BP皮带的连锁，由A，B犁煤器的状态决定，若A犁煤器落犁到位，B犁煤器抬犁到位，则环给自动与#6AP皮带联锁(#6AP启动后才允许该环给启动)。反之亦然。当A，B犁均处于落下状态或均处于抬犁到位状态，则禁止犁煤车启动。并向上位机发送错误报警信号。
c) 变频器模拟输出1，2，引入DRTI-AD04模拟输入终端，在上位机显示对应的输出频率和输出电流。给煤车的电机电流经电流变送器后的4～20mA信号引入模拟输入终端，在上位机上显示。就地盘柜上安装给煤车，犁煤车运行电机电流表，频率输出显示在变频器本体上的数字操作器上。
d) 通过CQMI-DRT21 I/O链接单元，每台环给的CQMIH PLC与装有主单元的C200Ha PLC建立数据链接。设置CQMI-DRT21链接单元的通信节点号，依次为#1环给: #1节点，#2环给:#2节点……#5环给为#5节点。
以节点01为例，配置节点01的CQMIH PLC控制#1环给，节点01与C200HE建立数据链接，C200HE的数据链接通过:输入区IR351，输出区IR51。CQMIH的链接通过:IR101对应C200Ha的输入区IR351，IR002对应C200HE的输入区IR51。如:CQMIH的IR10100 ON时，C200HE的IR35100也ON。
C200HE的缺省远程I/O分配见图6。
(2) 程序设计
CQMIH-CPU21自带RS232C通信口。可直接连接上位机编程。CX-Programmer软件是随着新机型CSI，CQMIH的推出而开发出的功能更为强大的视窗编程软件，简称CX-P。上位机安装CX-P软件后，通过RS232C口连接CQMIH，就可进行编程(也可脱机编程)。
以#1环给为例(CQMIH，节点01)。通过CQMI-DRT21 I/O链接单元的链接I/O点定义见表3。
a) 第一段是变频器送电程序(见图7)，在变频器电源输入侧有一交流接触器，就地控制时，通过就地盘柜上的按扭合闸/断电，接地操作。程控方式时，上位机在选择流程时选中该环给时，远方指令002.00ON，自动合闸。00200位对应装有主单元的C200aPLC的05100位(即上位机令05700 ON)。
b) 第二段是给煤车运行程序(见图8)。
就地方式下，启/停通过就地盘柜上的按扭操作，程控方式下，当上位机发出启动指令后，链接位00202 ON，给煤车启动，给煤车与#6A/BP的连锁，当#6AP已启动，A犁已落到位，且B犁抬到位时，允许给煤车启动，当6皮带已启动，B犁已抬到位，且A犁抬到位时，允许给煤车启动，若A:B犁煤器均没到位，即使#6A、BP均已启动，也不允许给煤车启动，并发送错误指令至上位机。
c) 第三段是犁煤车运行程序(见图9)，就地方式下，启/停通过就地盘柜上的操作按扭操作，程控方式下，当给煤车启动后，犁煤车随即启动，加/减速通过链接位，001.06/001.07实现。程控方式下，就地不可加/减速操作。
d) 第四段是A/B犁煤器的控制程序(见图10)，就地方式下，可由就地盘柜上的操作按扭操作。程控方式下，由上位机在选择系统流程时，自动按流程动作。如当上位机选择#6AP，#1环给运行，则装有主单元的C200HE PLC的位05108 ON，位05110ON，对应CQMIH的位00208 ON，完成对犁煤器的操作。
e) 最后部分是将环给的一些必要信号发送给主单元PLC(见图11)，经Controller Link网传至上位机。
4 结束语
本文就构成输煤程控系统的一个子系统—环式给煤机控制系统的设计方案进行了较为详细的论述。设计方案采用OMRON公司的器件网—Compo Bus/D通信系统连接多台环给的PLC及模拟输入终端。系统构成简单，实现方便，自动化程度高，实现了多台环给的远方协调集中控制，并可节约现场大量的控制电缆，是一种符合现场实际且性价比较优的环给程控设计方案。