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1．前言

濟鋼集團總公司（以下簡稱濟鋼）三煉鋼工程是濟鋼的重點工程，它包括轉爐系統、精煉系統和為之配套的水處理系統、煤氣回收系統等。以上各系統基礎自動化控制系統全部采用了Schneider公司的quantum和Momentum兩種系列自動化控制平臺。控制軟件的開發采用符合IEC1131-3標準配置的Modicon編程軟件包。每套PLC子系統通過Modbus TCP/IP Ethernet網與上位機相連，實現實時數據的采集和傳送，設備狀態的監視，趨勢數據的采集和處理等。上位機的開發采用了施耐德電氣公司的監控開發軟件Monitor Pro V7。Quantum系列和Momentum系列PLC兩種控制產品雖然功能上相差無幾，但在硬件及控制軟件的使用方面，有某些差別。考慮到兩種系列控制產品是首次大范圍的在我公司使用，而且在正在建設中的大煉鐵工程、發電廠工程中也即將應用。下面將在調試過程中發現的一些差別整理出來，與大家共享。

2． Momentum與Quantum系列自動化產品的差別

2．1處理器性能方面

Qauntum系列控制器對大、中規模的控制系統進行組態。它支持多種解決方案，包括單機架I/O，冗余處理器，一直到最多可含有64000 I/O的多站I/O方案，以滿足應用要求。此外，存儲器容量從256K到2M字節，能夠很容易滿足最大限度要求的控制方案。

Momentum系列控制器是一種適應變化的高性能價格比的分布式I/O。它能獨立組態成的小型PLC控制系統；基于Flash 的executive存儲器有兩種64K和256K，支持所有的基本通用指令。同時，由于Momentum的變革性設計增加I/O系統的分散性和靈活性，延伸了產品底線；對有限空間的應用進行優化設計。因此，在大型集成式控制結構中應用，能夠降低系統負載，簡化橋接。

2．2硬件組態方面

2．2．1 模塊組態方式不同。

Quentum系列工控PLC與三菱、ABB、西門子等的廠家相同，采用背板連接。機架上各模板是并行排列的，通過背板總線提供模板工作電源及與CPU的數據傳輸與交換。

Momentum的模塊與我們以前看到的模板不同，是分布式的，向上疊加安裝的。每個I/O基板模塊可以相隔一段距離安裝，也可并行排列安裝。它只要安裝在普通的U型導軌上。沒有背板總線，CPU和通訊適配器是疊加在I/O基板上的，沒有單獨的電源模塊，每個模塊的電源需單獨供電。每個模塊的電源分兩路，一路電源是給I/O基板和疊加其上的模塊提供工作電源，另一路則是給外部I/O供電。

2．2．2 站之間通訊連接方式不同。

Momentum和Quantum都有多種通訊方式，有異有同。即使是同一種通訊方式也有性能上的差別

在這個工程中我們使用的主要是INTERBUS、MODBUS PLUS、ETHERNET這幾種通訊方式，本文只對這三種進行說明。

2．2．2．1 INTERBUS通訊方式

Momentum系列模塊之間的INTERBUS連接是通過INTERBUS通訊適配器上的INTERBUS接口，以串糖葫蘆的方式一個接一個串聯在一起。在調試中發現，如果有一個I/O模塊或通訊適配器不正常，將導致整個網絡的癱瘓。但是這種連接與編程比較簡單，如果網絡較小、安全性要求不高，該方式在控制上具有明顯的優點

Quantum系列在背板連接情況下，有一塊I/O模板出現問題，并不影響其他模板運行。其遠程I/O的連接通過遠程I/O連接模板相連，模板上可選用有一個、或兩個通道。可配冗余設置，安全性高。調試中發現任何一個站出現問題或沒有送電，其他站還會正常運行。

Momentum系列因為可以分散布置，INTERBUS可以長達13000米（需要使用中繼器），最多帶256個子站，連接使用雙絞線。Quentum系列遠程I/O站使用同軸電纜連接。距離可長達4500米（需要使用中繼器），可連接31個子站。

2．2．2．2 MODBUS PLUS通訊方式

此種通訊方式的連接方式在兩個系列中基本是相同的，都是使用分支器和站電纜連接MODBUS PLUS接口。但Momentum系列根據所選MODBUS PLUS通訊適配器的不同，功能有所區別：當選擇可選通訊適配器時，CPU疊加其上，每個站相對對立，可通過I/O現場總線進一步擴展，這種組態跟Quantum相似。當選擇MODBUS PLUS通訊適配器時，每個站只有一個I/O基板和通訊適配器組成，由含CPU的智能站進行控制字的和采集數據的處理，這種組態Quantum是沒有的。

2．2．2．3 ETHERNET通訊方式

Momentum系列控制器，可以選帶以太網接口的CPU連接。而Quantum系列則需要專用的以太網模板連接。

Momentum系列CPU帶的是10M以太網接口，如果與光纖收發器相連，此光纖收發器應為10/100M自適應的。Quantum系列以太網模板是自適應的，可直接連接光纖收發器或交換機（Switch）。

這三種方式應用普遍。在120t轉爐煙氣除塵污水處理系統中，使用了6套Momentum，三套均作為主站使用，每套PLC系統內主從站的連接是使用INTERBUS電纜，與馬達變頻控制器之間的連接使用MODBUS PLUS，每套PLC之間的連接使用10/100M ETHERNET，通過交換機與上位機連接通訊。近距離的ETHERNET連接使用雙絞線，但濁環泵站與控制中心交換機之間距離大于100米,改用了光纜連接。

而在精煉工程中，三種方式都有應用。但同軸電纜的遠程站連接與MB+的網絡連接，受到了變頻器的干擾，當變頻器啟動或停止時，在CPU上可監測到瞬間的中斷，雖然不影響運行，但非常危險。為此，重新對通訊電纜進行敷設，交叉部分，穿上蛇皮管作屏蔽。重新連接，保證各個接口接地、屏蔽良好。MODBUS PLUS通訊不正常，即在CPU模塊上的指示燈是停一下，閃幾下，不是正常的頻閃。除去干擾因素，通常是電纜連接有問題。可以用萬用表測量兩根站電纜的電阻值，確定通斷，判斷好壞。

2．2．3 現場布局方面

 Quantum系列是傳統的集中式大型的工控PLC，這就無可避免有一些執行器的線需要遠距離敷設。而Momentum系列的PLC的使用，省去了大量從現場控制柜到中央控制柜走線，它可安裝在距傳感器和執行器很近的位置，用I/O基板直接與之相連。與其他站的通訊可直接敷設通訊電纜，。因此從現場設備到中控柜的走線節省了50%費用。

在轉爐部分Momentum沒有自己的CPU，其模板通過MB+通訊，上掛到Quantum的中央控制站上，給上料、投料等系統現場控制站到中央控制站信號長距離傳輸的問題帶來了很大的便利。動力的中心泵站系統中，旋流沉淀池系統、事故水塔系統距離中心控制室很遠，有的還要橫跨鐵路，采用了Momentum系列控制器，自帶CPU處理器，可在現場直接處理各路信號，并進行控制。使用TCP/IP的光纜通訊，解決了中心控制室對這兩個無人值守控制區域的監控。而在精煉的控制中，針對編碼器的Momentum高速計數模塊被安裝在設備旁邊，直接以通訊方式與操作室的CPU連接，節省了控制電纜。

2．3冗余特性方面

Quantum系列與常規工控PLC一樣有冗余與熱備。它的電源冗余組態中，電源必須是同一型號并且簡易放在靠邊的槽位，以使電源壽命更長。遠程站的雙通道連接，是Quantum系列的冗余特性。Momentum系列沒有此項針對重要設備的安全措施。

在轉爐部分Quantum熱備有電源、CPU、CRP本地通訊模板、NOE通訊模板、熱備CHS模板,一但主機系統出現故障時，備用處理器以無間隙方式承擔I/O鏈路控制。精練、水處理等Quantum系列的部分沒有使用熱備。但Quantum系列在水處理、轉爐中遠程站使用了雙通道冗余。當一個通道出現問題，另一通道會保證系統運行。

2．4軟件組態方面

這次使用的都使用CONCEPT 2.5的編程軟件控制，它是基于MICROSOFT WINDOWS環境的編程軟件。功能比較強大，功能塊使用比較方便。兩者組態方面略有差異 。

2．4.1在CPU應用控制軟件存儲方面

Quantum系列與大多數PLC一樣，CPU使用電池后備的RAM，保存應用程序。下裝程序后，CPU會自動記憶。當停電再送電后，可依靠電池記錄程序，直接運行。

Momentum系列CPU 不帶電池，程序下裝后，只有帶電記憶，斷電后再啟動時，程序丟失。調試是一開始很奇怪，為什么斷電后程序總要重新下裝。后來發現，它使用FLASH存儲器技術。為防止程序丟失，要每次修改后，停止CPU運行，寫入FLASH后，再啟動，CPU即可運行。這樣才能保證修改的程序不丟失。缺點是只能在工作下裝改變，但無法記憶改變。只有在停止系統時，才可寫入改變的程序。

Momentum CPU的這種存儲方式使用時與其他的明顯不同，具體操作步驟如下：首先打開項目后，找到頂行菜單的ONLINE\CONNECT，連接到PLC；找到online\online control panel菜單，在CPU停止運行的狀態下，選擇FLASH PROGRAM選項； 打開SAVE FLASH窗口，為了在下一次送電后程序自動運行，選擇START AFTER POWER UP 選項，選擇SAVE FLASH，就可存儲程序了。

而Momentum 的可選適配器有一個實時時鐘和后備電池，就增加了CPU記憶存儲能力。

2．4．2在用戶權限方面

為了防止人為誤操作讀寫CPU的程序，許多廠家選擇了設置撥碼開關。在工作中撥在RUN狀態，編程器將不能下裝程序。Quantum系列使用了鑰匙開關的方式，與其他廠家類似。在調試中我們發現Momentum系列在防止非法寫入方面，外部沒有硬件控制，只有在程序里設置密碼。這是Momentum系列獨有的。

步驟如下：首先打開項目后，找到頂行菜單的ONLINE\CONNECT，連接到PLC；在ON LINE CONTROL PANEL菜單下，有一個 SET PLC PASSWORD選項，按下這一按鈕，可以按提示鍵入用戶和密碼。這一密碼在UPLOAD和DOWNLOAD程序都需使用。保證了系統的安全性。

2．4．3  IEC數據格式尋址方面

常規數字量輸入、輸出模板軟件中定義的地址順序是與實際端子上標出的順序是相同的，即地址從小到大的順序，與端子標號1-16/32是對應的。但在調試中我們看到輸出點對應指示燈不對，后來經過試驗發現，以1或0開頭的地址順序是與端子標號順序相反的。即假如輸出000006應是從0開始的第6號端子指示燈亮，但實際卻是這一排端子從后邊數第六號端子指示燈亮。當把地址定義為WORD，以3或4開頭時,輸出指示燈順序就與序號相同了。在這次使用中我們都把直接地址轉為中間地址使用。這樣查找比較直觀。

3．結束語

以上幾點是在使用中摸索出來的兩者在常規使用中的一些差異，可能存在一定局限性。但是，只有在實際應用使兩者完美地結合，定能設計出一流的自動化系統。