摘要： 本文介紹了基于OMRON C200Hα和工控組態(tài)軟件組態(tài)王的一種分布式監(jiān)控系統(tǒng)，及其在綜合站房--制冷站、熱交換站烹棉、循環(huán)水站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。詳細(xì)闡述了該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及軟件組成以及PLC的具體配置导俘，并介紹了該系統(tǒng)的具體通信方式及下位機(jī)軟件的編程思想及方框流程峦耘。本文還介紹了綜合站房的先進(jìn)控制工藝及要求及恒壓供水的一種簡單實(shí)現(xiàn)方法。該系統(tǒng)已投入運(yùn)行旅薄，取得良好的應(yīng)用效果辅髓。

　　關(guān)鍵詞： PLC 組態(tài)軟件 綜合站房 監(jiān)控系統(tǒng)

　　 在大型機(jī)械加工行業(yè)尤其是汽車行業(yè)中往往用到較多的能源站房及其他站房，如制冷站少梁、循環(huán)水站洛口、熱交換站、空壓站凯沪、以及污水處理站等第焰。他們就像人體的心臟、腎臟等重要器官卫削，在工廠的能源（壓縮空氣产贤、熱水、高溫蒸氣等）供應(yīng)赌矩、循環(huán)鹦房、回收等過程中起著極為重要的作用。因此浑梳，對上述站房系統(tǒng)的監(jiān)測管理及控制也就成為工廠自動化（FA）的重要組成部分悲社，通過對這些站房實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)測控制，可以起到大量節(jié)約資源染窝，節(jié)省人工的作用反没。因此，對上述站房的自動監(jiān)控医惠，也將越來越廣泛地得到應(yīng)用缺员。

　　 本文主要介紹制冷站穿桃、熱交換站、循環(huán)水站的監(jiān)控系統(tǒng)笔喉。
　　１取视、綜合站房工藝流程

綜合站房工藝流程示意圖

　　 本站房主要完成給用戶提供冷源、熱源的功能常挚，主要用于劇院作谭、醫(yī)院、大型辦公場所奄毡、恒溫廠房的中央空調(diào)系統(tǒng)等折欠。
冷凍水監(jiān)控系統(tǒng)

　　 本系統(tǒng)以制冷機(jī)的監(jiān)控為主，制冷機(jī)為大連三洋蒸汽式溴冷機(jī)吼过，該機(jī)自帶PLC和RC-232串口锐秦，經(jīng)轉(zhuǎn)換成RS485口后可方便地與上位機(jī)通信，從而很方便地獲得制冷機(jī)的運(yùn)行參數(shù)盗忱。根據(jù)冷凍水給酱床、回水溫度差及總流量判斷用戶冷負(fù)荷狀況，確定冷凍機(jī)開啟臺數(shù)及閥門大小趟佃，保證冷源的合理使用扇谣，達(dá)到最佳的節(jié)能及運(yùn)行效果。

　　冷卻水監(jiān)控系統(tǒng)
　　 冷卻水系統(tǒng)通過冷卻塔和冷卻水泵向制冷機(jī)提供冷卻水闲昭，保證制冷機(jī)有足夠的冷卻水通過冕咒，并根據(jù)氣候及冷負(fù)荷調(diào)整冷卻水運(yùn)行工況，在冷卻水溫和水量滿足要求的情況益爽，使系統(tǒng)最合理運(yùn)行彭理。

　　采暖監(jiān)控系統(tǒng)
　　 采暖系統(tǒng)通過熱交換器為中央空調(diào)提供熱水，監(jiān)控系統(tǒng)的主要任務(wù)為控制熱交換過程以保證要求的熱水溫度和流量企棘。根據(jù)熱水給凝顿、回水溫度差及總流量判斷用戶熱負(fù)荷狀況，確定熱交換器開啟臺數(shù)及閥門大小射传，保證熱源的合理使用哆卓，達(dá)到最佳的節(jié)能及運(yùn)行效果。

　　循環(huán)供水監(jiān)控系統(tǒng)
　　 因?yàn)椴膳椭评洳豢赡芡瑫r使用逝惑，為節(jié)約成本，本綜合站房只采用一套供水系統(tǒng)分冬茶黄、夏兩季對用戶提供熱巾沟、冷源。冷崔败、熱源的切換由電動閥自動切換祷安。

　　 本系統(tǒng)實(shí)際上是一套相對獨(dú)立的恒壓供水系統(tǒng)姥芥。主要由變頻器和PLC組成，其電氣原理圖如圖二所示：

　　 變頻器選用適于泵類的Fuji G9變頻器汇鞭，分別對五臺循環(huán)水泵進(jìn)行變頻控制凉唐，并通過PLC的邏輯控制功能，實(shí)現(xiàn)對整個供水系統(tǒng)的恒壓變流量控制霍骄，為確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行台囱，整個系統(tǒng)設(shè)有過流、過壓读整、過載簿训、自診斷等多種保護(hù)功能。

　　 本系統(tǒng)接收上位機(jī)或本地發(fā)出的啟動信號后米间，啟動水泵1變頻運(yùn)行强品，PLC根據(jù)接收到的壓力和流量信號控制變頻器調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，使供水管網(wǎng)水壓恒定屈糊。當(dāng)水泵1工作頻率達(dá)到工頻時的榛，若管網(wǎng)水壓仍達(dá)不到要求，將此泵切換到工頻運(yùn)行潦故，變頻器切換到水泵2仔同，使其變頻運(yùn)行。此后够戒，如果水壓仍達(dá)不到要求擦斑，則繼續(xù)切換下去至滿足要求。反之驼牵，若管網(wǎng)水壓大于設(shè)定值才昔，PLC控制變頻器頻率，使水泵轉(zhuǎn)速降低蛮昭，當(dāng)?shù)椭猎O(shè)定最低頻率時峰礁，依據(jù)先開先停原則，自動切換掉已投入運(yùn)行的工頻泵腋积，使管網(wǎng)水壓始終保持恒定鞠洪。這樣，五臺水泵輪流循環(huán)運(yùn)行平敏，避免某臺泵長期運(yùn)行乏唤，延長設(shè)備使用壽命。本系統(tǒng)由閉環(huán)PI控制即可滿足要求,PI算法由PLC實(shí)現(xiàn)：Ui=Ui-1+ΔU=Ui-1+K[Ei-Ei-1+(T/Ti)Ei]愤惰。

　　綜合站房監(jiān)控系統(tǒng)的組成
　　 本監(jiān)控系統(tǒng)采用由PLC組成的分布式監(jiān)控系統(tǒng)的形式苇经。PLC作為下位機(jī)使用，用來完成各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、輸出控制及狀態(tài)判別等工作扇单，上位機(jī)采用研華公司的工業(yè)計(jì)算機(jī)商模，接收PLC采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存入動態(tài)數(shù)據(jù)庫蜘澜，完成報警施流、實(shí)時曲線、歷史曲線鄙信、分析系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)瞪醋、打印輸出、并根據(jù)控制室控制人員要求控制各系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)等功能扮碧。

　　 PLC采用OMRON公司的SYSMACα系列的C200HE,它是一種價格適中趟章、性價比較高的中型機(jī)，配有較強(qiáng)的指令系統(tǒng)慎王，并增加了許多特殊功能指令蚓土，還配備了豐富的特殊功能模塊和強(qiáng)大的通信模板，這些都足以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代工廠自動化的多級要求偿股。系統(tǒng)主要選型如表一所示：

　　表一：PLC硬件配置
　　本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為單級網(wǎng)絡(luò)澄俘，系統(tǒng)中通信主要采用適配器結(jié)構(gòu)形式的RS422上位連接方式。監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖三所示：

　　 由于采用一對四的通信方式堤麻，需要為設(shè)備設(shè)置地址酸儿，因此在下位機(jī)采用RS422標(biāo)準(zhǔn)，在每臺PLC上都安裝了一塊LK202HOSTLINK模塊紧甫，各PLC通過三端口RS422適配器相連昵鳍，然后通過RS422轉(zhuǎn)RS232適配器轉(zhuǎn)換后連接到上位機(jī)的串行口。

　　HOSTLINK的內(nèi)部駐留了通信軟件匀洪，通信協(xié)議已固化难宋，只有幾個參數(shù)需要用戶根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用進(jìn)行設(shè)置。C200H-LK202上位連接單元的面板上有4個參數(shù)設(shè)置開關(guān)SW1~4,SW1厕扼、SW2用于設(shè)置該上位連接單元的設(shè)備號（也稱站號）乙闰，取值范圍為00~31。SW3選擇波特率胚茴。SW4用來設(shè)置命令級互墓，奇偶校驗(yàn)格式。

　　 網(wǎng)絡(luò)中的所有PLC通過公用LR區(qū)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送蒋搜，在LR區(qū)中每個PLC均分配一個寫區(qū)和若干讀區(qū)篡撵。數(shù)據(jù)傳送時PLC將數(shù)據(jù)寫入到公用LR區(qū)中分配給自己的寫區(qū)，其他PLC則通過PLC鏈接單元從LR區(qū)對應(yīng)區(qū)域讀數(shù)據(jù)豆挽，從而使系統(tǒng)中的PLC相互交換信息酸休。

　÷钭狻３、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
　　 上位機(jī)監(jiān)控軟件利用組態(tài)王（KingView5.1）工控組態(tài)軟件斑司。它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面但汞，并以動畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)宿刮，具有報警窗口、實(shí)時趨勢曲線等私蕾，可便利的生成各種報表僵缺。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能踩叭。該軟件把每一臺下位機(jī)看作是一臺外部設(shè)備磕潮，在編程過程中根據(jù)“設(shè)備配置向?qū)А钡奶崾疽徊讲酵瓿蛇B接功能。在運(yùn)行期間锋辩，組態(tài)王通過驅(qū)動程序和這

　　 組態(tài)王與OMRON PLC之間的通信采用的是OMRON HOSTLINK通信協(xié)議葛暇。組態(tài)王通過串行口與PLC進(jìn)行通信，訪問PLC相關(guān)的寄存器地址竣篷，以獲得PLC所控制設(shè)備的狀態(tài)或修改相關(guān)寄存器的值尼软。組態(tài)王監(jiān)控軟件還可實(shí)現(xiàn)顯示工藝流程圖、各種參數(shù)實(shí)時測量值傲丹，實(shí)時修改下位機(jī)所需的各種參數(shù)值便透，上、下位機(jī)之間的通信管理券亚，實(shí)時故障報警畫面缓艳，實(shí)時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫管理，系統(tǒng)日志報表和各種生產(chǎn)報表等功能看峻。

　　 在主監(jiān)控站上建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫阶淘，將過程監(jiān)控站中的各類實(shí)時數(shù)據(jù)、畫面互妓、圖表等信息存入本地網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中溪窒，利用ASP技術(shù)生成動態(tài)網(wǎng)頁，進(jìn)行實(shí)時發(fā)布冯勉，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的Web瀏覽澈蚌，為將來工廠全面的Intranet管理留下基礎(chǔ)摹芙。

　　 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，每一個模塊作為一個子程序宛瞄。根據(jù)系統(tǒng)功能劃分浮禾，程序由多個模塊組成，每個模塊的程序量都不大份汗，所以整個程序的編制盈电、調(diào)試和維護(hù)比較方便。各子系統(tǒng)的下位機(jī)軟件模塊框圖如圖五：

　∩诵獭４探快、結(jié)束語
　　 經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，認(rèn)真調(diào)試入撇，該系統(tǒng)在東風(fēng)汽車公司某大型綜合站房的實(shí)際運(yùn)行中榨狐，取得良好的效果，并獲得用戶的一致好評晤裆。
　　 （１）該系統(tǒng)節(jié)能效果顯著咱漱，自投入運(yùn)行以來冬夏兩季日均節(jié)電約３０％。
　　 （２）該系統(tǒng)大大降低了操作工人的操作難度工杀，減少了運(yùn)行故障率彰茉，減少了檢修次數(shù)拜岂。
　　 （３）能合理地應(yīng)用設(shè)備严蓖，提高整個系統(tǒng)的運(yùn)行效率，提高設(shè)備運(yùn)行壽命霜甜。

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