技術解析:以PLC為核心的集中控製係統的設計
發布時間:2015-01-24 責任編輯:echolady
【導讀】本文設計的是基於PLC的集中控製係統的設計,主要采用分級分布式計算機控製係統,能夠實現集中管理和分散控製。利用虛擬網絡VPN作為係統的通訊網絡,由PLC和計算機進行遠程控製。這種係統的設計節能環保,成本降低,節省人力物力,同時提升了經濟效益和社會效益。

圖1泵站網絡示意圖
控製係統簡介
本係統由計算機主機,可編程控製器(PLC),液位傳感器組zu成cheng,電dian能neng統tong計ji電dian度du表biao組zu成cheng。係xi統tong嵌qian入ru進jin原yuan先xian的de控kong製zhi係xi統tong中zhong,既ji保bao留liu了le原yuan先xian的de的de控kong製zhi功gong能neng又you添tian加jia了le新xin的de遠yuan程cheng自zi動dong控kong製zhi功gong能neng和he大da量liang的de數shu據ju存cun儲chu和he分fen析xi統tong計ji功gong能neng。係xi統tong可ke根gen據ju操cao作zuo人ren員yuan在zai計ji算suan機ji中zhong設she定ding的de參can數shu,在zai不bu同tong水shui位wei下xia自zi動dong開kai停ting機ji,也ye可ke由you操cao作zuo人ren員yuan在zai計ji算suan機ji上shang直zhi接jie開kai停ting機ji。每mei台tai水shui泵beng及ji格ge柵zha機ji均jun可ke通tong過guo轉zhuan換huan開kai關guan選xuan擇ze受shou計ji算suan機ji自zi動dong控kong製zhi;如果計算機遇到故障還能由PLC裏的控製係統完成自動控製各機器功能;或huo脫tuo離li計ji算suan機ji控kong製zhi,改gai為wei原yuan先xian的de控kong製zhi係xi統tong。在zai計ji算suan機ji自zi動dong控kong製zhi時shi,係xi統tong每mei天tian自zi動dong轉zhuan換huan工gong作zuo水shui泵beng的de優you先xian開kai機ji順shun序xu以yi平ping均jun各ge水shui泵beng的de工gong作zuo時shi間jian。係xi統tong的de監jian控kong界jie麵mian可ke供gong值zhi班ban人ren員yuan監jian控kong各ge台tai泵beng的de工gong作zuo情qing況kuang,流liu量liang,水shui位wei等deng參can數shu。係xi統tong提ti供gong數shu據ju儲chu存cun和he報bao表biao查zha詢xun,打da印yin功gong能neng。
具體設計與實現
根據工藝流程、控製點及現場設備的安裝地理環境,我們采用先進的管理控製技術,係統分為控製層、監控層、管理層三層進行監測和控製。
(1)控製層用可編程控製器作為底層控製中心分別對排汙設備、監測點進行控製、監測,采集信息,控製設備運行。

圖2 係統方案示意圖
PLC(ProgrammableLogicalController)全稱為可編程邏輯控製器,簡稱可編程控製器。它以微型計算機為核心的工業控製裝置,它集電控、電儀、電傳三電於一體,是現代工業三大支柱之一。由於它的功能強、可靠性高、適應性好以及模塊化結構等優點,在工業控製中得到了廣泛的應用。把個人計算機連入PLC網絡可以向用戶提供諸如工藝流程圖顯示、動態數據畫麵顯示、報表編製、趨勢圖生成、窗口技術以及生產管理等多種功能,作為底層單元的PLC完成對現場開/關量、模擬輸入/輸出量的控製處理,而利用微型計算機良好的人機對話界麵和數據處理功能,實現對一台或多台PLC進行監控,充分發揮PLC可靠、靈活的控製性能和計算機在管理、監控等方麵。
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隨著計算機技術的發展,PLC不僅能代替傳統的繼電器實現邏輯控製,而且已發展成為集各種控製、運算、通信為一體的功能強大的控製器。由於其編程簡單、修改方便及工作可靠,在工業生產中它的應用也越來越廣泛。
(2)監(jian)控(kong)層(ceng)在(zai)泵(beng)房(fang)內(nei)設(she)控(kong)製(zhi)室(shi),帶(dai)有(you)視(shi)頻(pin)監(jian)控(kong),主(zhu)要(yao)監(jian)控(kong)整(zheng)個(ge)泵(beng)房(fang)內(nei)格(ge)柵(zha)機(ji)和(he)每(mei)台(tai)泵(beng)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai),各(ge)種(zhong)機(ji)櫃(gui)的(de)電(dian)流(liu)電(dian)壓(ya)度(du)表(biao)與(yu)計(ji)算(suan)機(ji)顯(xian)示(shi)是(shi)否(fou)一(yi)致(zhi),監(jian)控(kong)處(chu)理(li)過(guo)程(cheng)由(you)PLC的模擬輸入模塊進行數據采集,並將有關水泵的運行狀況及有關信息上傳汙水處理監控中心,汙水處理監控中心則將指令下傳至各PLC控製器,由PLC控製現場各儀器及儀表。
(3)guanlicengzhuyaozaiwushuichulichangyuanchengjiankongzhongxinwancheng,suoyoucaijideshujutongguoxunijuyuwangyuanchengtongxinchuanshudaojiankongcengzhuomiangerenjisuanji,erzhuomiangerenjisuanjiyoutongguoRS232通信模塊發送控製命令給PLC,wanchengshuibengdeqidonghetingzhikongzhi。zonglanzhenggexitongdeyunxingqingkuang。xitongtongshihaichongfenkaolvlezaiteshuqingkuangxiadexianchangshoudongkongzhiyibaozhengpaishuixitongdeliuchangyunxingbingyouxiaodibaohushebei。duishuibenghaodianliangyongdianliu、電壓、時間來計算。當出現停電情況時,PLC將jiang記ji憶yi檢jian測ce的de數shu據ju,桌zhuo麵mian個ge人ren計ji算suan機ji將jiang記ji憶yi設she置zhi狀zhuang態tai。當dang出chu現xian故gu障zhang時shi,個ge人ren計ji算suan機ji進jin行xing報bao警jing,同tong時shi記ji憶yi相xiang應ying的de狀zhuang態tai,使shi其qi在zai脫tuo機ji狀zhuang態tai下xia,整zheng個ge係xi統tong獨du立li運yun轉zhuan。在zai個ge人ren計ji算suan機ji端duan,軟ruan件jian具ju有you狀zhuang態tai設she置zhi、遠程監控、數據存貯、報表打印功能。
實際上整個控製係統可以在任何地點控製如:控(kong)製(zhi)室(shi),辦(ban)公(gong)室(shi)均(jun)可(ke),整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)非(fei)常(chang)強(qiang)勁(jin)的(de)工(gong)作(zuo),采(cai)用(yong)了(le)很(hen)多(duo)錯(cuo)誤(wu)處(chu)理(li)。係(xi)統(tong)的(de)擴(kuo)展(zhan)性(xing)很(hen)強(qiang),不(bu)管(guan)有(you)多(duo)少(shao)個(ge)泵(beng)和(he)多(duo)少(shao)個(ge)水(shui)池(chi),距(ju)離(li)有(you)多(duo)遠(yuan),所(suo)有(you)的(de)看(kan)管(guan)工(gong)作(zuo)均(jun)由(you)計(ji)算(suan)機(ji)遠(yuan)程(cheng)自(zi)動(dong)完(wan)成(cheng)。係(xi)統(tong)能(neng)記(ji)錄(lu)設(she)備(bei)的(de)運(yun)行(xing)的(de)原(yuan)始(shi)數(shu)據(ju),並(bing)做(zuo)出(chu)信(xin)息(xi)處(chu)理(li),給(gei)出(chu)各(ge)種(zhong)報(bao)表(biao)和(he)運(yun)行(xing)曲(qu)線(xian)圖(tu),能(neng)實(shi)時(shi)了(le)解(jie)全(quan)部(bu)係(xi)統(tong)的(de)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)。

圖3 係統運行流程圖
本文所研究的城市汙水進行集中控製係統,主體控製部分采用可編程序控製器、一些傳感器和計算機,網絡技術租用電信的VPN。經過近兩年的現場投入應用表明,穩定可靠,自動化程度高。
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