PLC系统与监控系统的融合应用

谢延东　 韩骥

摘要：随着现代工业自动化的不断快速发展，PLC系统和计算机监控在工业中受到了广泛的应用。本文就PLC系统与监控系统的融合应用进行分析。

关键词：PLC系统；监控系统；融合

目前，我国企业实现了在生产过程中远程检测数据和操控，实现了自动化，但是自动化程度还不够高，监控系统的水平也较低，企业的某些生产还需更加直观了解生产现场的情况，以更好对生产进行控制，这就需要将计算机连入PLC控制网络系统，并把PLC系统与监控系统进行融合，实现企业远程对PLC系统的数据采集、分析处理和质量管理等等，以及生产等过程的动态图像监控，进而直观地实现对PLC整个控制系统进行控制的全过程的图像化管理。

1 PLC系统

PLC系统是建立在电子计算机基础上的，通过运行PLC内存中储存的程序，对入出信息交换进行控制的编程逻辑控制器。PLC主要是通过扫描方式实现控制的，企业如果大量控制均使用扫描控制，若有个别急需要处理的，则可通过中断方式进行处理。PLC的控制过程一般是输入—裕兴用户程序—输出—再输入—再运行用户程序—再输出……如此反复进行循环的。同时PLC系统还会进行公共处理，比如通信处理、外设服务以及循环时间监控等等。而且PLC目前具有3-4级子网，再配置企业生产经营所需的工具软件，就能使之成为具备动态显示画面、工艺流程显示以及制作报表等功能，而且PLC通过周期循环扫描这一方式进行工作，集中处理输入输出，具有很强的抗干扰能力。一般情况下，为避免输入开关量丢失，PLC扫描时间通常控制在100-200ms的范围内，这比PLC自身的机电时间常数还要小的多，使得它具有很强的纠正错误输出的能力。

2 硬件组态

2.1 PLC系统

PLC系统类型主要有模板式和箱体式这两种。模板式PLC的基本配置一般有CPU、内存电源、I/O模板以及简易编程器等组成。同时PLC还可在其基础配置上进行扩展配置，增加扩展机架或者机箱，以此增加I/O点数。同时PLC扩展通过CPU、内存、外设资源，降低PLC的单点费用，此外还能实现远程安装。企业可根据自身生产经营的实际情况，对PLC系统模块CPU模块，开关量输入输出，模拟量输入输出以及通讯模块等进行配置，然后给每个模块分配物理地址，以方便编程，从而实现PLC系统的数据监测和生产控制。

2.2 计算机监控系统

计算机监控系统组态主要由数据检测以及数据采集两部分构成，数据采集是通过接受温度、电流等信号，再将其转变为计算机可以识别的信号，从而完成计算机信号输入和输出转换的PLC模板。PLC系统模板是连接计算机和外部设备的，比如说监控设备，通过与PLC系统进行有机融合，就能实现与PLC系统、监控系统之间的数据通信。

3 系统组态与应用

3.1 在水泵控制系统总的应用

对水泵控制系统运用PLC系统与监控系统，其主要组成部分是PLC、人机接口、监控设备以及编程软件等。就拿5台水泵的抽水系统来说，它有高区、低區抽水。通过PLC系统和监控系统与人机接口建立连接，在企业进行控制过程中能有效对各个变量值进行监控，且能形象显示整个控制过程，让企业的有关操作人员能非常直观地了解和控制该过程。比如对点东西电流、排水流量以及排污等参数进行检测，将数据传至PLC的内部控制系统，然后通过网络传送到计算机终端，企业有关人员就可随时对其进行查询和使用；也可对进水压力、水泵高低区的出水压力以及各个阀门的实际工作状态等情况进行实时检测；同时系统还可对水泵高地区出水压力、水箱的高低水位以及每个泵工作时间切换进行设置，还可以调节这5台泵的工作方式；还能对高峰供水时段进行有关设置，全方位地最大程度地满足企业的日常生产经营的需求。此外，系统有报警功能，出现出水压力过高过低、变频器以及热继电器发生故障等情况立即会发出报警信号。同时系统具有历史记录的功能，能准确记录整个水泵系统中各个泵的运行时间以及各个时间段该系统出现的各个事件。

3.2 在组合式空调机组控制系统中的应用

组合式空调机组控制系统将PLC系统和监控系统进行融合，并设计和编写控制程序，实现其运行自动化、动态化以及形象化控制。这使得有关操作人员对机组一些重要参数的设置以及监控机组重要部位的状态信息进行全面了解。为采集有关数据，需将多种传感器介入PLC，从而实现数据处理功能，比如温度传感器、湿度传感器、风量传感器等。控制系统中的手动操作主要是用来对设备单机进行调试、维护以及保养的，而自动操作则是利用PLC系统与监控系统对整个组合式空调机组的运行进行自动、动态化实时控制。在手动、自动运行的过程中，机组的冷却泵、冷冻泵以及制冷机组等均需严格按照顺逆顺序进行开启或停止。在水冷机组运行之后，沿着送风方向分别打开新风阀与送风阀，从而启动新风机与送风机，然后合理根据目标温湿度的要求去控制机组的各个设备的投入与调节量，进而使送风温湿度达到标准要求。通过PLC系统和监控系统还能配置温度采集模块，对每个通道的热电阻数据进行短路和断线检测，并进行检测数据采集，当机组中通道发生故障，或者传感器的接线发生短路或断线等等问题的时候，系统能有效并及时地对机组进行保护，防止机组受到损害。此外在机组控制系统运行监控的界面上可对各个设备的运行状况进行监视，如果系统某一环节或设备出现问题，系统会自动进行报警，切换到报警界面上来。

4 讨论

为企业充分利用和整合资源，将PLC系统与视频监控进行融合应用，减少了企业的建设投入，实现了在同一监控画面中进行PLC系统和监控系统的功能，满足了企业的统一控制的需求。

参考文献：

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[3]张宏飞，包睿，李超.工业自动化监控系统中PLC技术的应用研究[J].现代电子技术，2015，38（11）：150-151+155.