基于ES360控制器的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控技術(shù)及優(yōu)化應(yīng)用

伍顯雯,韓有林

（昆鋼動力能源分公司，云南安寧650302）

自動化

基于ES360控制器的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控技術(shù)及優(yōu)化應(yīng)用

伍顯雯,韓有林

（昆鋼動力能源分公司，云南安寧650302）

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為工業(yè)控制提供了安全有效的技術(shù)基礎(chǔ)，基于ES360控制器的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控技術(shù)就是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在生產(chǎn)過程中的實際應(yīng)用。該網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為實現(xiàn)站點無人值守及減員增效提供了可能性，并取得了良好的控制效果與經(jīng)濟效益。

控制器;網(wǎng)絡(luò)技術(shù);應(yīng)用

1 引言

昆鋼動力能源分公司燃?xì)廛囬g彩板空壓站配有4臺阿特拉斯GA250W空壓機及相應(yīng)的干燥機等附屬設(shè)備，站點設(shè)有值班人員9人，主要負(fù)責(zé)4臺阿特拉斯空壓機設(shè)備的運行操作與維護操作。隨著企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化人員組合、提高勞動生產(chǎn)率的需要，需對彩板空壓站進行改造并應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)無人值守。

2 基本概況

彩板空壓站配有4臺阿特拉斯GA250W空壓機，每臺空壓機后配一臺吸付式干燥機（杭州日盛），空壓機采用集中供水方式。四臺空壓機出口壓縮空氣經(jīng)過干燥處理后，通過總管進入儲氣罐，最后送到彩板生產(chǎn)現(xiàn)場?？諌簷C外圍設(shè)備工藝參數(shù)經(jīng)變送器等一次元件采集轉(zhuǎn)換后送入現(xiàn)場的GE VersaMAX E05 PLC進行現(xiàn)場集中控制。由于企業(yè)機構(gòu)調(diào)整，人員優(yōu)化組合的需要，動力能源分公司對彩板空壓站進行了技術(shù)改造，將原彩板空壓站全部控制功能引入四空壓站，從而實現(xiàn)彩板空壓站的無人值守。

原基本控制系統(tǒng)如圖1。

圖1 原空壓機現(xiàn)場集中控制

3 解決方案

彩板空壓站到四空壓站有500 m左右的距離，因此需要上一套監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對彩板空壓站空壓機的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。通過在彩板空壓站安裝一臺阿特拉斯ES360控制器，通過CAN總線與4臺空壓機已配備的MKIV控制器進行通訊，上傳空壓機相關(guān)數(shù)據(jù)，對整個空壓機及管路的優(yōu)化控制進行管理。然后通過Combox通訊協(xié)議橋?qū)AN總線轉(zhuǎn)換為Modbus通訊協(xié)議再與上位系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。彩板空壓站空壓機的外圍系統(tǒng)數(shù)據(jù)已經(jīng)進入原有的GE VersaMAX E05 PLC系統(tǒng)，此系統(tǒng)支持以太網(wǎng)通訊。因此選擇的上位系統(tǒng)需支持Modbus通訊協(xié)議和GE E90通訊協(xié)議。

這里選用GE公司的上位監(jiān)控系統(tǒng)軟件iFIX就能實現(xiàn)整個上位系統(tǒng)的監(jiān)控。為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定，兩個空壓站之間采用光纖通訊，在彩板空壓站通過交換機可分出多路TCP/IP通訊接口，1路與PLC通訊，另一路通過串口服務(wù)器轉(zhuǎn)換為485通訊接口，通過Modbus協(xié)議與Combox進行數(shù)據(jù)交換，從而實現(xiàn)對空壓機的數(shù)據(jù)監(jiān)視及控制。

現(xiàn)場控制設(shè)備配置如圖2。

圖2 遠(yuǎn)程監(jiān)控示意圖

4 硬件系統(tǒng)特點

該遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)的核心是ES360控制器，它是一種基于Windows CE操作系統(tǒng)的空壓機專用控制器，能夠?qū)崟r在線監(jiān)控空壓機各項運行參數(shù)，具有智能化調(diào)節(jié)空壓機運行工況的功能。該控制器采用中文觸摸屏，可根據(jù)工藝要求設(shè)定系統(tǒng)壓力和當(dāng)前空壓機運行模式，例如節(jié)能優(yōu)化模式、順序控制模式、平均磨損模式、群組管理模式等，自動控制各臺空壓機的啟動、停止、加載、卸載等運行狀態(tài)。能夠記錄機組排氣溫度、機組排氣壓力、噴油溫度、油分離器壓差、過濾器壓差、累計運行時間以及機組加載時間等。具有故障報警功能：可以對空壓機故障、電機過載、排氣溫度高等各種故障情況進行報警并記錄。對空壓機進行本地控制和遠(yuǎn)程集中自動控制切換。Combox通訊協(xié)議橋?qū)⒖諌簷CCAN網(wǎng)絡(luò)信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)協(xié)議數(shù)據(jù)后上傳至客戶監(jiān)視系統(tǒng)，適用Modbus.Profibus工業(yè)協(xié)議的終端設(shè)備。

5 軟件系統(tǒng)特點

本方案采用的iFIX上位軟件是一套提供現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，過程可視化及過程監(jiān)控功能的工業(yè)自動化軟件，它是GE Fanuc DynamicsTM工業(yè)自動化軟件解決方案家族中的HMI/SCADA軟件組件，能夠?qū)崿F(xiàn)過程監(jiān)控，并在整個企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中傳遞信息。基于組件技術(shù)的GE Fanuc Dynamics還包括了高性能的批次控制組件，軟邏輯控制組件及基于Internet的功能組件。所有組件能夠無縫地集成為一體，并實時、綜合地反映復(fù)雜的動態(tài)生產(chǎn)過程。

6 控制功能的優(yōu)化設(shè)置

一般情況下，空壓機控制系統(tǒng)掉電或通訊故障不會影響到空壓機的運行，當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)掉電或者通訊故障時，所有的空壓機將自動轉(zhuǎn)入本地控制，并根據(jù)空壓機排氣壓力進行加卸載控制，保證供氣的正常進行。當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)正常時，空壓機自動回到之前的默認(rèn)控制狀態(tài)。根據(jù)昆鋼彩板生產(chǎn)的實際需要，此次采用3種運行控制模式。

（1）節(jié)能優(yōu)化模式

空壓機一般情況下不全部啟動運行，考慮到生產(chǎn)主線變負(fù)荷時對流量的要求，選擇加載、卸載和啟動空壓機設(shè)置，就能實現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化運行模式。

（2）強制順序運行模式排氣壓力按照預(yù)先設(shè)定的強制順序調(diào)節(jié)，當(dāng)生產(chǎn)主線需要增加壓力時，設(shè)置順序中的第一臺空壓機按照需求進行加載.當(dāng)需要減小壓力時，設(shè)置順序中的最后一臺空壓機將優(yōu)先卸載.。

（3）平均磨損控制模式

每臺空壓機的運行時間設(shè)定將保持在一定的可調(diào)范圍內(nèi)。即調(diào)壓過程以運行時間作為基準(zhǔn)。通過設(shè)置讓空壓站的每臺空壓機的運行時間平均化，達(dá)到平均磨損。

7 結(jié)束語

昆鋼動力能源分公司彩板空壓站的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由于采用了基于ES360控制器和計算機網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，最終達(dá)到了無人值守、提高勞動生產(chǎn)率和機組降耗的目的，這是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用范例，為今后對不同的原有控制系統(tǒng)改造積累了成功的經(jīng)驗。

[1]謝希仁編著.計算機網(wǎng)絡(luò)（第5版）[M].北京:電子工業(yè)出版社.2008年1月.

The Remote Concentrated Monitoring Technology Based on ES360 Controller and Optimized Application

Wu Xianwen,Han Youlin
（The Power and Energy Company of Kunming Iron and Steel Co.Ltd.,Kunming,Yunnan 650302,China）

The remote concentrated monitoring technology based on ES360 controller is a practical application of computer network technology in production process.This network technology has made possible of unattended stations,reducing the number of employees and increasing economic performance.Application of the technology has produced good control effect as well as favorable economic benefit.

controller;network technology;application

TP27

B

1006-6764（2015）03-0059-03

2014-12-01

伍顯雯（1965-），女，大學(xué)?？茖W(xué)歷，機械助理工程師，現(xiàn)從事機械技術(shù)工作。