基于燃气领域的PLC监控系统设计

黄伟

（上海清泰液化天然气有限公司，上海 201206）

基于燃气领域的PLC监控系统设计

黄伟

（上海清泰液化天然气有限公司，上海 201206）

本文以某大型食堂的燃气泄漏监控系统为例，对基于燃气领域的PLC监控系统的设计问题进行了分析，在综合阐述了有关系统构成情况的基础上，从硬件设计与软件设计两个角度出发，对基于燃气领域的PLC控制系统的设计问题进行了详细的研究，并强调了一系列注意事项。

燃气领域；PLC；监控系统；设计

燃气具有一定的危险性，一旦泄漏很容易对周围环境以及人群造成影响。为避免上述问题的出现，将PLC监控系统应用到燃气泄漏控制过程中，能够使食堂燃气的浓度得到及时的监控，并通过PLC在显示器中显示，能够有效地避免爆炸的发生。

1 系统构成

PLC监控系统（Programmable Logic Controller），从本质上看，属于一种数字运算操作的电子系统。在工业生产过程中，每一道工序都必须得到严格的控制，这样才能达到提高生产水平的目的，为使上述目的得以实现，PLC系统正式设计完成，将其利用到工业领域当中，为工业生产控制水平的提高带来了极大的价值，就目前的情况看，通过对技术的不断改良，基于这一系统的监控水平也得到了优化。

PLC监控系统的设计应根据食堂面积的大小而有所不同。总的来说，规模较大的食堂，其对于燃气的使用量也相对较高，为了保证燃气的整体情况能够被有效监控，必须扩大监控系统的监控范围。

本文中的食堂规模较大，其PLC监控系统的构成情况如下所示。

第一，为了保证食堂中的可燃气体能够被有效检测出来，进行最大程度避免爆炸等事故的发生，必须加强对可燃气体的探测、对此，根据食堂规模，共设置了5个可燃气体探测器。第二，为了在泄露问题发生时，有关人员能够及时感知，必须保证系统能够实现自动报警，对此，食堂设计了1个声光报警器。第三，PLC监控系统功能的实现要求必须具有相应控制箱才能完成，因此，在食堂中设计控制箱也十分重要。除此之外，还应设计相应的轴流风机等设备。

2 基于燃气领域的PLC监控系统的设计

基于燃气领域PLC监控系统的设计需要从软件与硬件两个角度出发来实现，具体体现在以下方面。

2.1 基于燃气领域的PLC监控系统硬件设计

系统硬件构成图如图1所示。

图1 系统硬件构成图

从系统硬件构成图可以看出，硬件中主要包括文本显示屏、CPU、EM231、探测器、声光报警器、轴流动机以及电磁阀等多部分内容。

基于燃气领域的PLC监控系统硬件的设计需要从I/O点的设置出发来实现，其中主要包括以可燃气体探测器信号8路等为主的种种信号。为了提高系统的运行效率以及整体可燃气体探测效果，选择了可靠性较高的探测器设备。

除此之外，为使探测器的探测效果得以实现，必须将传感器应用其中。食堂采用了较为新型的传感器设备，相对于传统传感器而言，其精确度相对较高。食堂环境与其他领域环境不同，空气较差，且油烟较多，采用新型的传感器，能够有效的避免食堂环境对于传感器性能的影响，对于其使用效果的保证具有重要价值。

在探测器探挖成其探测功能之后，其会根据可燃气体的具体浓度形成浓度信号，只有将信号以文本的形式显示出来，才能使有关人员通过对信号数值的参考，来判断是否存在较为严重的燃气泄漏问题。文本形式的体现需要通过CPU对信号的处理才能完成，在CPU处理之后，信号浓度信号能够实现转换，最终形成文本。

为了使燃气的泄漏能够被及时的发现，采取自动报警手段十分重要， 而自动报警的实现则需要通过PLC比较泄漏浓度与报警浓度相对比来完成。系统中首先需要设置报警浓度，若发生了燃气泄漏问题，其浓度超过了报警浓度的最大值，声光报警便能够自动实现，此时，系统会自动启动防爆轴流风机进行送风。

2.2 基于燃气领域的PLC监控系统软件设计

基于燃气领域的PLC监控系统软件功能在于实现对信号的采集、对数据的处理以及对相应指令的传送等多方面内容。为了使上述过程能够有效完成，软件系统的编写可以以模块化方式为主来实现，具体而言，系统的程序流程如下。

首先，需要启动系统。继而完成系统自检，在此基础上，实现初始化泄漏浓度报警值，并采集探测器信号。通过将探测器信号与系统报警值的对比，如发现其已经达到了报警浓度，系统则能够自动启动风机，并开启声光报警，与此同时，触发电磁阀，以实现对整个系统的保护。在上述处理完成之后，系统会处理后的浓度反馈给屏幕，同时将报警信息反馈给屏幕，以使报警过程能够被有效记录，最终完成一轮监控。除此之外，如通过对信号采集器所采集到的信号与报警浓度值相对比， 发现前者没有达到后者的标准，此时则可以关闭风机，以及声光报警器。

在上述过程中，每一设备接受电流信号的范围都各不相同，为了使监控效果达到更好，必须在系统中设置换算程序。系统中的换算程序如下：

LD SM0.0

MOVR 预设浓度报警值:VDO,VD104

AENO

*R 256.0,VD108 AENO

+R 6400.0,VD108

AENO

TRUNC.VD108，VD112

AENO

DTI VE112，Set-Gas-Low-VW100

通过对上述换算程序的运用，这个换算过程能够顺利的实现，而以此为基础的，对燃气泄漏等现象的监控数据以及信息也就能够被更好的感知，这对于报警效率的提高以及燃气泄漏问题处理效果的改善十分重要。因此，在真正的对系统进行设计的过程中，一定要注重相关问题。

3 注意事项

为提高系统整体设计水平，需要注意以下方面的问题。

首先，硬件是组成系统的主要部分，系统功能的发挥需要硬件设备作为支持，在长期的使用过程中，受种种因素影响，系统硬件出现故障的几率便会增加。为了降低系统故障对监控效果的影响，必须在固定的时间内针对硬件展开维护工作，这样才能达到提高硬件性能、延长其使用寿命的目的，这一点非常重要，因此必须得到重视。以探测器为例，作为系统中的主要硬件，探测器的功能主要在于实现对泄露问题的探测，因此一旦出现了故障，探测的准确性会受到直接影响，这对于安全性的保证十分不利。其次，保证系统设计的合理性十分重要。PLC监控系统的设计以及系统功能的实现主要以计算机技术为基础，是否能够有效利用计算机技术是决定系统功能的前提，对此，必须从程序的编写的角度出发，提高系统软件设计的可靠性，这样才能使其功能得以正常发挥，以为监控系统整体监控效率的提高带来帮助，除此之外，针对燃气方面的变化情况，还要及时的对系统进行升级，以提高两者的匹配程度。再次，加强硬件与软件功能的集成，使两者的功能能够得到最大程度的发挥，这一点必须得到重视，只有两个系统的功能均能够正常发挥，PLC监控系统的监控效果才能达到更好，同时燃气泄漏的问题也才能够得到最大程度的避免。最后，提供工作人员的整体是必须注意的问题，工作人员素质的提高是保证硬件以及软件功能正常发挥的基础，在两者出现问题时，素质较强的工作人员能够及时的将问题解除。除此之外，提高对显示屏功能的重视也很有必要，要保证显示屏中所显示的可燃气体值能够与实际值相符合，进而最大程度的反应实际情况。

4 结语

燃气领域具有一定的危险性，主要体现在燃气的泄漏会导致爆炸，为避免上述危险的发生，应用PLC监控系统很有必要，对此，要从硬件与软件设计两个角度出发实现系统的设计过程，为保证控制效果，在设计完成正式投入使用时，还要及时的对其性能进行检测，这样才能最大程度的提高燃气领域的安全性。

[1]任阿丹，姜明，刘曙滨. 基于触摸屏和PLC的燃气热风炉控制系统[J]. 制造业自动化，2010,08:137～140.

[2]安小宇，王艳军，过金超. 基于PLC的燃气计量仪表校准系统设计与开发[J]. 郑州轻工业学院学报(自然科学版)，2010,04:96～99.

TP277

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1671-0711（2016）12（下）-0085-02