【關鍵詞】 PLC; 開關量;遠程監控
一、總體方案
螺桿冷水機組遠程監控系統由現場監控系統與遠程監控計算機組成,現場系統與遠程計算機通過公共電話網相連,以撥號的方式連通并通訊?,F場冷水機組是提供冷水的設備,該系統就是要對機組的工作狀況及出水溫度、壓力進行實時監測與控制,機組分為冷水系統與PLC控制系統兩部分,PLC是機組的控制核心,它的主要功能包括:
?、俨杉瘷C組的開關量信號用以判斷機組的運行狀況。②采集機組出水溫度信號和壓力信號。③輸出開關量信號控制機組閥門的開關、壓縮機的運行。
PLC互連形成一個RS-485網絡?,F場監控計算機通過RS-232到RS-485的轉換器與此PLC網絡相連。通信協議采用Modbus協議?,F場監控計算機與遠程監控計算機采用Modem撥號互連。
二、現場監控程序的軟件結構
現場監控程序的軟件結構包含人機界面模塊、通信模塊、數據庫模塊所示,程序使用Visual Basic語言編寫
1、人機界面模塊 該模塊包括:①實時狀態顯示部分以圖形化的方式實時顯示各個數據采集點返回的觀測量的大小,使操作員對系統的狀態有直觀的了解。②歷史趨勢圖顯示可以表現出數據間的動態關系,并且從趨勢圖生成的文件可以輸出,以便使用其他程序進行進一步的分析。③報警信息顯示系統觀測量的異常,通知操作員進行處理。用戶可以定義所需的報警上下限值。報警信息可由窗口或打印機輸出。并將其存儲于數據庫中。操作員可以很快進行確認、分析和判別報警,對系統運行過程進行調整。④控制參數設置用來設置PLC的參數。⑤操作提示可以為不同情況設定不同的操作步驟提示,并指出相應的結果。這使得操作員對系統的目前狀況,操作后的結果都十分明確,減少了誤操作的可能。
2、通信模塊 該模塊包括:①使用Timer控件定時啟動通信功能,與PLC和遠程監控程序通信,檢查現場監控程序的人機界面或遠程監控程序是否請求修改控制參數。如果需要修改控制參數,就發送參數修改命令,否則,發送讀取數據命令,讀取采集到的各變量狀態值。②通信故障處理部分在發生通信故障時,作相應的處理。在達到最大重發次數前重發數據,超過最大重發次數時停止重發,顯示報警信息。
3、數據庫模塊 該模塊包括:①運行信息記錄部分記錄現場運行數據,如采集量數值、開關狀態、時間信息等。②報警信息記錄部分記錄報警的時間,原因,處理結果等。③數據報表部分可以針對管理的需要,獲取系統一段時間的運行狀態信息、報警信息,以及管理員操作記錄等,便于總結經驗,提高管理效率。④歷史數據查詢提供歷史數據檢索功能,使操作員可以隨時獲取系統以往的運行狀態,為今后的控制提供幫助。
4、現場監控程序設計 當使用者單擊菜單“開始監控”,程序響應此菜單單擊事件,打開與PLC網絡通信的串口,啟動定時器Timer PLC以400 ms的周期定時觸發。
PLC和監控計算機之間的數據交換通過一個數據表格來完成。當監控程序讀取數據時,PLC將采集的數據和設定值首先填充到V區寄存器VW1000到VW1070中,然后一起發送到監控計算機。當監控程序修改設定值時,來自監控計算機的相應數據首先被填充到寄存器VW1000到VW1070的表格中,然后分別拷貝到各自寄存器位置。此數據表格結構即為類Class PLC中定義的PLC Data。
三、遠程監控程序設計
遠程監控需要現場計算機監控程序和遠程計算機監控程序的配合來完成。因此,程序可分為兩部分,現場端和遠程端。通信通過Modem的連接實現。我們使用類模塊Class PLC和Remote對數據進行打包和拆包處理。
使用MSComm控件MSComm Modem與現場計算機通信,遠程數據幀的接收動作在MSComm Modem OnComm( )事件過程中。
1)現場Modem通訊的程序:遠程通訊有三種途徑:手動撥號,故障報警自動撥號,處于應答狀態接受遠程撥入。
?。?)故障自動撥號的程序:響應自動報警定時器的Timer事件時,打開端口,向Modem撥號。接著響應端口的OnComm事件。如果還未遠程連接,則檢測Modem回送字串,如果字串示已連接,那么啟動延時定時器。在延時定時器的Timer響應事件中設置端口為二進制模式,輸入緩沖區長度為數據幀長度,并設置遠程連接標志,準備在端口的OnComm事件中接收數據。
?。?)設置自動應答和手動撥號的程序:設置自動應答和手動撥號在窗體dlgDial中, AT命令“ATS0=1”表示設置為自動應答。命令“ATS8=2”置逗號延長時間。命令“ATDT”為撥號命令。
2)遠程Modem通訊的程序
?。?)通信流程:設置自動應答和手動撥號程序,選擇Modem通訊端口并打開,并發送命令設置Modem處于自動應答狀態,等待現場主機報警撥入。
?。?) Class PLC和Remote對數據的處理:遠程端監控程序與現場端監控程序對數據的處理相似。
接收數據時,首先,在類Remote的Remote Receive屬性中根據Flag對數據幀做相應處理,Flag的取值為REMOTEREADANSWER, REMOTEWRITEANSWER,HANGUP。處理后的數據在Class PLC的Remote Receive屬性中保存到數據表Remote State中。
發送數據時,首先,在類Class PLC的Remote Send屬性中對原始數據幀Local State添加Flag后交由類Remote繼續處理。類Remote如表7.2.2所示添加需要的信息,發送給現場計算機。
四、 結束語
本系統用于水廠井群控制、水廠生產及供水管網監控。通過實驗和實際工程檢驗,系統能滿足水廠生產的要求,可適應各種惡劣工作環境,對水生產過程參數測量無誤、控制穩定、管網泄漏定位準確,對水廠安全運行、提高供水質量和節能降耗等方面起到關鍵作用??梢暬幊陶Z言VB開發的上位機界面一目了然操作方便。系統中各設備間通信良好、數據傳輸誤碼率低、故障響應及時。系統采用了數傳電臺與GPRS 相結合的通信方式,運行成本較低,在中小型水廠或城鎮集中供水工程中有較高的使用價值,稍加改進可廣泛應用于其他生產的過程控制。
參考文獻
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作者簡介:程俊紅,(1979.9-),講師,石家莊職業技術學院
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