重慶拉法基水泥有限公司成立于2003年6月5日，是由拉法基中國海外控股有限公司與重慶水泥廠共同出資創辦的中法合資企業。為滿足重慶市場對高品質水泥需求的快速增長， 法國拉法基集團于2004年1月8日投入巨資建設重慶拉法基水泥有限公司2500t/d新型干法水泥生產線。
該工程由天津水泥工業設計研究院對實施總包。生產線采用了施耐德電氣公司的最新高端Unity Quantum 過程控制平臺。
系統背景：
原有重慶水泥廠擁有一條2000t/d的水泥生產線，控制系統采用的是貝利公司的INFI 90 系統。通訊協議采用封閉的INFI NET 協議，整個系統由4套OIS 11操作站，5套PCU現場站組成。
新建的水泥生產線在控制上要求能夠和一線進行通訊，實現公用設備的聯鎖及控制。
控制范圍：
原料粉磨系統
燒成系統
煤粉制備系統
熟料和水泥粉磨系統
水泥儲存及汽車散裝系統
整個系統I/O點數多達5350點，和上位機通訊的標簽多達55692點。
系統結構：
LEVEL3
LEVEL2
LEVEL1
系統為三層結構。
LEVEL1為現場I/O層，I/O模塊采用施耐德電氣公司的Advantys產品，其開關量I/O模塊為6通道，模擬量I/O模塊為2通道，島鏈結構分布在各個電力室，每個島現場組態。該產品經濟實用，體積很小，整個調試及生產過程未出現I/O通道損壞的模塊。
LEVEL2為控制層，各個控制器采用帶以太網通訊口的Unity Quantum處理器，集中布置在中央控制室內，處理器型號分為140CPU65150和140CPU65160兩種。Unity Quantum CPU是施耐德公司新推出的處理器，其處理能力和速度以及集成功能在原來的Quantum處理器的基礎上有了很大的提高。Advantys島鏈以MB+通訊協議， 采用光纖為媒介和Unity Quantum處理器進行通訊。 編程時所有I/O輸出信號采用PEER COOP的方式進行通訊，輸入信號采用編程指令的方式進行通訊，兩種不同的通訊方式的混合使用提高了通訊效率。 由于系統和上位機通訊點數多達55692點，為了提高通訊效率，系統采用雙以太網模塊的方式和上位機通訊，雙140NOE77101以太網同時工作，共同分擔大量的數據通訊。
LEVEL3為管理監控層，包括一個工程師站，兩臺服務器和五個操作站。工程師站進行上下位軟件編程及調試，兩臺服務器互為熱備用，原料磨操作站、窯系統操作站、煤磨操作站、水泥粉磨操作站其中安放在中控室，散裝操作站安放在散裝車間控制室內，其通訊介質為光纖。另外工廠的質量分析及自動配料系統通過以太網接入到整個自動化系統中來，構成一個大的過程控制系統。
LEVEL2和LEVEL3之間采用Modbus TCP/IP Ethernet 通訊協議，用1000M的交換機構成環網結構，在LEVEL2和LEVEL3層之間打造數據高速公路，實現高效率的數據通訊。
為了實現1#生產線設備和2#生產線設備的連鎖和2#線對1#線設備的控制，系統采用Modbus通訊協議實現底層數據的交換。拓撲結構如下：
軟件工具：
LEVEL2層的編程工具：Unity Pro。Unity Pro是施耐德電氣巨資開發的針對Atrium、Premium、Quantum自動化平臺的通用的編程工具，支持5種標準的 IEC 61131-3 編程語言以及面向 C++ 的開放，Unity Pro輕松跨越工廠控制系統設計、安裝、生產、維護。
可以直接通過工藝視圖訪問應用模塊，然后用戶可以直接訪問過程子集的控制管理。
附加的用戶目錄和指向應用瀏覽器的超文本鏈接便于用戶訪問在線文檔，獲得有關PLC應用的更多信息。
集成應用診斷：顯示記錄在PLC診斷存儲器中的報警信息，幫助用戶在程序邏輯中找到產生錯誤的原因。
LEVEL3層的編程工具采用IFIX。IFIX 作為整個工廠控制系統的監控軟件，通過OPC和Unity Quantum處理器和質量控制系統通訊。
動態畫面制作。
服務器客戶機結構。
支持服務器的冗余配置。
另外，系統采用了施耐德電氣公司開發的Unity Pro 的插件軟件UAG。UAG （Unity Application Generator）是一個專家軟件，遵循ISA S88標準，對于過程類型的應用UAG提供單一的數據庫，同時可以生成PLC代碼（Unity Pro或Concept），以及HMI 監控系統（Monitor Pro V7.2或者第三方監控系統）所需要的所有元素。
在這個項目中，還采用了施耐德電氣公司根據拉法基U21的技術要求而開發的專用功能快庫。
SSB//SSDB 順序起動功能塊
M1B//M2B//MAB//DAB//AAB//BPB 各種馬達控制功能塊
AIB//AOB//DIB 輸入輸出專用控制功能塊
PIDB PID調節專用功能塊
編程前，必須將制定如上圖所示的分組表，其內容為：組號﹑組名﹑車間號﹑數據庫名以及設備代號﹑功能塊號以及設備名稱等，運行UAG軟件，先按組生成下位軟件，每組自動形成一個樹支，樹支內每個設備功能塊和管腳標簽自動生成，所有的標簽在數據庫中自動排列并自動分配地址，標簽庫上下位共用，編程人員只要做好設備之間的聯鎖及保護工作就完成了下位軟件的編程工作。
下位軟件生成之后，打開IFIX軟件，再運行UAG就可生成HMI即上位監控軟件。UAG調用如上圖的分組表，每組自動形成一個樹支，樹支內每個設備狀態圖素，如電機狀態﹑閥門狀態﹑組開組停按鈕以及模擬量的輸入顯示及模擬量的輸出給定以及PID調節按鈕等均自動生成。編程人員只要按工藝流程圖完成靜態流程圖的制作后，將每個樹支內的設備狀態圖素移至靜態流程圖中相應的位置即就完成了整個上位軟件的編制工作。
施耐德電氣公司的UAG專家軟件能自動生成上下位軟件，并生成了上下位能共享的一個數據庫，這大大減輕了以前由于使用第三方軟件而帶來的巨大的標簽庫的手動輸入工作量。另外，數據庫內標簽地址分配不會出現重復，大大減少了以前程序調試時因標簽或地址重復而帶來的種種問題。UAG專家軟件是一個理想的編程工具。
結束語：
為滿足用戶的要求，自動化系統的體系架構越來越多地側重于分布式的結構，并且其功能也可以和集中式系統相媲美。重慶拉法基工廠的自動化控制系統開創性地使用了Advantys STB分布式I/O系統采用開放式的模塊化輸入/輸出系統，實現通過總線或者通訊網絡使用主控制器管理自動化島的設計方案，并取得了成功。拉法基重慶水泥有限公司2#水泥生產線在天津院和施耐德電氣公司的共同努力下，于2005年7月份順利點火并按合同要求通過了各項指標的考核。
