PLC系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的融合應用

謝延東　 韓驥

摘要：隨著現(xiàn)代工業(yè)自動化的不斷快速發(fā)展，PLC系統(tǒng)和計算機監(jiān)控在工業(yè)中受到了廣泛的應用。本文就PLC系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的融合應用進行分析。

關(guān)鍵詞：PLC系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)；融合

目前，我國企業(yè)實現(xiàn)了在生產(chǎn)過程中遠程檢測數(shù)據(jù)和操控，實現(xiàn)了自動化，但是自動化程度還不夠高，監(jiān)控系統(tǒng)的水平也較低，企業(yè)的某些生產(chǎn)還需更加直觀了解生產(chǎn)現(xiàn)場的情況，以更好對生產(chǎn)進行控制，這就需要將計算機連入PLC控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并把PLC系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)進行融合，實現(xiàn)企業(yè)遠程對PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、分析處理和質(zhì)量管理等等，以及生產(chǎn)等過程的動態(tài)圖像監(jiān)控，進而直觀地實現(xiàn)對PLC整個控制系統(tǒng)進行控制的全過程的圖像化管理。

1 PLC系統(tǒng)

PLC系統(tǒng)是建立在電子計算機基礎(chǔ)上的，通過運行PLC內(nèi)存中儲存的程序，對入出信息交換進行控制的編程邏輯控制器。PLC主要是通過掃描方式實現(xiàn)控制的，企業(yè)如果大量控制均使用掃描控制，若有個別急需要處理的，則可通過中斷方式進行處理。PLC的控制過程一般是輸入—裕興用戶程序—輸出—再輸入—再運行用戶程序—再輸出……如此反復進行循環(huán)的。同時PLC系統(tǒng)還會進行公共處理，比如通信處理、外設(shè)服務(wù)以及循環(huán)時間監(jiān)控等等。而且PLC目前具有3-4級子網(wǎng)，再配置企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營所需的工具軟件，就能使之成為具備動態(tài)顯示畫面、工藝流程顯示以及制作報表等功能，而且PLC通過周期循環(huán)掃描這一方式進行工作，集中處理輸入輸出，具有很強的抗干擾能力。一般情況下，為避免輸入開關(guān)量丟失，PLC掃描時間通常控制在100-200ms的范圍內(nèi)，這比PLC自身的機電時間常數(shù)還要小的多，使得它具有很強的糾正錯誤輸出的能力。

2 硬件組態(tài)

2.1 PLC系統(tǒng)

PLC系統(tǒng)類型主要有模板式和箱體式這兩種。模板式PLC的基本配置一般有CPU、內(nèi)存電源、I/O模板以及簡易編程器等組成。同時PLC還可在其基礎(chǔ)配置上進行擴展配置，增加擴展機架或者機箱，以此增加I/O點數(shù)。同時PLC擴展通過CPU、內(nèi)存、外設(shè)資源，降低PLC的單點費用，此外還能實現(xiàn)遠程安裝。企業(yè)可根據(jù)自身生產(chǎn)經(jīng)營的實際情況，對PLC系統(tǒng)模塊CPU模塊，開關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出以及通訊模塊等進行配置，然后給每個模塊分配物理地址，以方便編程，從而實現(xiàn)PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)測和生產(chǎn)控制。

2.2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)

計算機監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)主要由數(shù)據(jù)檢測以及數(shù)據(jù)采集兩部分構(gòu)成，數(shù)據(jù)采集是通過接受溫度、電流等信號，再將其轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C可以識別的信號，從而完成計算機信號輸入和輸出轉(zhuǎn)換的PLC模板。PLC系統(tǒng)模板是連接計算機和外部設(shè)備的，比如說監(jiān)控設(shè)備，通過與PLC系統(tǒng)進行有機融合，就能實現(xiàn)與PLC系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。

3 系統(tǒng)組態(tài)與應用

3.1 在水泵控制系統(tǒng)總的應用

對水泵控制系統(tǒng)運用PLC系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)，其主要組成部分是PLC、人機接口、監(jiān)控設(shè)備以及編程軟件等。就拿5臺水泵的抽水系統(tǒng)來說，它有高區(qū)、低區(qū)抽水。通過PLC系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)與人機接口建立連接，在企業(yè)進行控制過程中能有效對各個變量值進行監(jiān)控，且能形象顯示整個控制過程，讓企業(yè)的有關(guān)操作人員能非常直觀地了解和控制該過程。比如對點東西電流、排水流量以及排污等參數(shù)進行檢測，將數(shù)據(jù)傳至PLC的內(nèi)部控制系統(tǒng)，然后通過網(wǎng)絡(luò)傳送到計算機終端，企業(yè)有關(guān)人員就可隨時對其進行查詢和使用；也可對進水壓力、水泵高低區(qū)的出水壓力以及各個閥門的實際工作狀態(tài)等情況進行實時檢測；同時系統(tǒng)還可對水泵高地區(qū)出水壓力、水箱的高低水位以及每個泵工作時間切換進行設(shè)置，還可以調(diào)節(jié)這5臺泵的工作方式；還能對高峰供水時段進行有關(guān)設(shè)置，全方位地最大程度地滿足企業(yè)的日常生產(chǎn)經(jīng)營的需求。此外，系統(tǒng)有報警功能，出現(xiàn)出水壓力過高過低、變頻器以及熱繼電器發(fā)生故障等情況立即會發(fā)出報警信號。同時系統(tǒng)具有歷史記錄的功能，能準確記錄整個水泵系統(tǒng)中各個泵的運行時間以及各個時間段該系統(tǒng)出現(xiàn)的各個事件。

3.2 在組合式空調(diào)機組控制系統(tǒng)中的應用

組合式空調(diào)機組控制系統(tǒng)將PLC系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)進行融合，并設(shè)計和編寫控制程序，實現(xiàn)其運行自動化、動態(tài)化以及形象化控制。這使得有關(guān)操作人員對機組一些重要參數(shù)的設(shè)置以及監(jiān)控機組重要部位的狀態(tài)信息進行全面了解。為采集有關(guān)數(shù)據(jù)，需將多種傳感器介入PLC，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能，比如溫度傳感器、濕度傳感器、風量傳感器等?？刂葡到y(tǒng)中的手動操作主要是用來對設(shè)備單機進行調(diào)試、維護以及保養(yǎng)的，而自動操作則是利用PLC系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)對整個組合式空調(diào)機組的運行進行自動、動態(tài)化實時控制。在手動、自動運行的過程中，機組的冷卻泵、冷凍泵以及制冷機組等均需嚴格按照順逆順序進行開啟或停止。在水冷機組運行之后，沿著送風方向分別打開新風閥與送風閥，從而啟動新風機與送風機，然后合理根據(jù)目標溫濕度的要求去控制機組的各個設(shè)備的投入與調(diào)節(jié)量，進而使送風溫濕度達到標準要求。通過PLC系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)還能配置溫度采集模塊，對每個通道的熱電阻數(shù)據(jù)進行短路和斷線檢測，并進行檢測數(shù)據(jù)采集，當機組中通道發(fā)生故障，或者傳感器的接線發(fā)生短路或斷線等等問題的時候，系統(tǒng)能有效并及時地對機組進行保護，防止機組受到損害。此外在機組控制系統(tǒng)運行監(jiān)控的界面上可對各個設(shè)備的運行狀況進行監(jiān)視，如果系統(tǒng)某一環(huán)節(jié)或設(shè)備出現(xiàn)問題，系統(tǒng)會自動進行報警，切換到報警界面上來。

4 討論

為企業(yè)充分利用和整合資源，將PLC系統(tǒng)與視頻監(jiān)控進行融合應用，減少了企業(yè)的建設(shè)投入，實現(xiàn)了在同一監(jiān)控畫面中進行PLC系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的功能，滿足了企業(yè)的統(tǒng)一控制的需求。

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