基于PLC和PC的分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、基于PLC和PC的分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要：供電系統(tǒng)是工廠的重要組成部分，對(duì)其可能發(fā)生的故障及消費(fèi)故障進(jìn)展及時(shí)的監(jiān)控和報(bào)警是消費(fèi)運(yùn)作順利進(jìn)展的有力保障。本文介紹了歐姆龍pl和p上位機(jī)在石油化工廠的電路監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計(jì)，以及通訊連接。關(guān)鍵詞：pl、p上位機(jī)、串口通信abstrat：thispapersettingutfranatualprbleintrduesairuit-alarnitringsystefpetrheialfatrybasednplandp.itintrduesthesystesdesignfhardare,sftareandthenne

2、tinfnetrkindetail.keyrds：pl、p、serialuniatin一、引言在復(fù)雜的電網(wǎng)供電系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的故障報(bào)警一般采用報(bào)警烽鳴器、故障指示燈等硬件方式報(bào)警。這種方式存在很多缺點(diǎn)，例如假設(shè)電網(wǎng)分布分散，那么故障報(bào)警點(diǎn)也分散，需要安排一定人力巡邏檢查，造成人力資源浪費(fèi)，且報(bào)警、維修不及時(shí);故障報(bào)警點(diǎn)太多那么需要大量報(bào)警器，且造成線路復(fù)雜化;硬件報(bào)警得到的故障信息太少等等。隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)在工廠中的大量應(yīng)用，可以將故障信息通過(guò)pl進(jìn)展初步監(jiān)控，然后再由pl上傳到計(jì)算機(jī)中，由計(jì)算機(jī)處理故障信息，進(jìn)展報(bào)警、記錄、顯示故障信息。具有可進(jìn)展集中監(jiān)控，節(jié)省人力，故障信息直觀、豐富，

3、便于分析等優(yōu)點(diǎn)。二、系統(tǒng)介紹系統(tǒng)由pl檢測(cè)48個(gè)故障繼電器的狀態(tài)變化，上位機(jī)p定時(shí)查詢并讀取pl內(nèi)部4個(gè)通道61位的狀態(tài)信息包括48個(gè)輸入點(diǎn)和13個(gè)歸類輸出點(diǎn)，進(jìn)展分析并用數(shù)據(jù)庫(kù)加以管理和記錄。程序采用visualbasi6.0開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用irsft的aess2022。每個(gè)故障點(diǎn)按照對(duì)應(yīng)的位置標(biāo)識(shí)于車間電路分布圖上，如圖1所示。程序運(yùn)行進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)以后，p將檢測(cè)與pl的通信連接。假設(shè)通訊連接正常，程序?qū)z測(cè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)變化。假設(shè)信號(hào)由正常變?yōu)閳?bào)警，對(duì)應(yīng)指示燈及總狀態(tài)指示燈將閃爍并聲音報(bào)警，右上方顯示故障信息，運(yùn)行狀態(tài)信息及故障信息將存入數(shù)據(jù)庫(kù)。單擊閃爍指示燈，將停頓閃爍，并顯示當(dāng)前狀態(tài)，報(bào)警為

4、紅色，正常為淺黃色;假設(shè)信號(hào)由報(bào)警變正常，對(duì)應(yīng)指示燈停頓閃爍，運(yùn)行狀態(tài)信息及故障修復(fù)信息將存入數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)前狀態(tài)由紅色變?yōu)闇\黃色。假設(shè)要查看各個(gè)節(jié)點(diǎn)信息，那么單擊指示燈，右上方圖框會(huì)顯示該節(jié)點(diǎn)的位號(hào)，對(duì)應(yīng)pl位以及該報(bào)警點(diǎn)名稱和觸點(diǎn)狀態(tài)。右上方文本框顯示當(dāng)前系統(tǒng)總運(yùn)行狀態(tài)，有相應(yīng)的指示燈標(biāo)示，分為“正常和“報(bào)警兩種狀態(tài)，紅色為報(bào)警綠色為正常。圖1報(bào)警監(jiān)控畫面正常狀態(tài)報(bào)警時(shí)畫面如圖2所示。圖2報(bào)警監(jiān)控畫面報(bào)警狀態(tài)三、監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成1.系統(tǒng)的構(gòu)造系統(tǒng)配置如圖3所示。本系統(tǒng)主要由上位機(jī)p和下位機(jī)pl組成，監(jiān)控48個(gè)故障點(diǎn)并將其分為13大類，然后將故障信息顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。pl使用的是歐姆龍的200h，

5、采用3個(gè)輸入模塊，一個(gè)輸出模塊，一個(gè)通訊模塊。將故障繼電器兩端引出作為pl的干接點(diǎn)，通過(guò)輸入模塊將故障信息轉(zhuǎn)化為開(kāi)關(guān)量輸入pl，并由pl對(duì)故障進(jìn)展分類，然后pl通過(guò)rs232-422轉(zhuǎn)換器和rs232串口與上位機(jī)通信，由上位機(jī)讀取并處理故障信息進(jìn)展監(jiān)控報(bào)警。圖3系統(tǒng)構(gòu)造2.軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)pl的編程使用x-prgraerv3.1編寫，實(shí)現(xiàn)pl對(duì)故障繼電器的初步監(jiān)控;上位機(jī)監(jiān)控使用visualbasi6.0編寫主監(jiān)控程序，實(shí)現(xiàn)故障實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警、顯示、記錄、故障點(diǎn)信息查詢修改以及運(yùn)行狀態(tài)查詢等功能。1pl程序：該程序包括三個(gè)輸入模塊和一個(gè)輸出模塊，用于對(duì)48個(gè)故障信息的采集和分類，并對(duì)pl后備電池狀

6、態(tài)監(jiān)控。將故障信息轉(zhuǎn)存到20通道：將故障分類：pl后備電池狀態(tài)轉(zhuǎn)存至23通道：2上位機(jī)程序：主要負(fù)責(zé)與pl進(jìn)展串口通信，讀取pl內(nèi)部通道狀態(tài)加以分析，在主界面上實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警、顯示、故障點(diǎn)信息查詢、故障信息記錄查詢以及節(jié)點(diǎn)信息修改查詢等功能。上位機(jī)p與pl通訊時(shí)，按應(yīng)答方式進(jìn)展，由上位計(jì)算機(jī)發(fā)給pl一組as碼字符數(shù)據(jù)，這一數(shù)據(jù)稱為命令塊。pl收到命令塊后經(jīng)分析認(rèn)為命令正常，那么按照命令進(jìn)展操作，將操作結(jié)果返回給上位計(jì)算機(jī)，pl返回給上位計(jì)算機(jī)的這一組數(shù)據(jù)稱為響應(yīng)塊。假設(shè)pl收到命令后經(jīng)分析確認(rèn)命令不正常，那么返回給上位計(jì)算機(jī)錯(cuò)誤命令響應(yīng)塊。上位計(jì)算機(jī)和pl通訊時(shí)，pl是被動(dòng)的，必須由上位計(jì)算機(jī)給

7、pl發(fā)出命令塊，pl作出響應(yīng)發(fā)還給上位計(jì)算機(jī)響應(yīng)塊。本程序采用多重通訊方式，多重通訊時(shí)首幀以單元號(hào)即hstlink的機(jī)號(hào)開(kāi)始，然后為報(bào)頭、報(bào)文、校驗(yàn)碼、完畢符只有一幀時(shí)或分隔符多幀時(shí)。中間幀以報(bào)文開(kāi)始，然后為校驗(yàn)碼、分隔符，中間幀報(bào)文每幀最多125個(gè)字符。尾幀以報(bào)文開(kāi)始，然后為校驗(yàn)碼、完畢符，尾幀報(bào)文最多124個(gè)字符。校驗(yàn)碼fsfraeheksequene是8位bit二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成的2位字符。這8位二進(jìn)制數(shù)是一幀中校驗(yàn)碼前的所有字符的as碼按位異或的結(jié)果。轉(zhuǎn)換成字符時(shí)按照2位十六進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字字符。pl收到上位計(jì)算機(jī)發(fā)出的命令塊后，經(jīng)分析操作返回給上位計(jì)算機(jī)響應(yīng)塊，在響應(yīng)塊中含有響應(yīng)

8、碼。假設(shè)pl正常完成上位計(jì)算機(jī)的命令，那么響應(yīng)碼為00，否那么，響應(yīng)碼中含有出錯(cuò)信息。上位機(jī)p與pl的串口通信部分：tier2的值設(shè)為2000，即每隔2s上位機(jī)p向pl發(fā)送一次讀取命令，讀取信息。privatesubtier2_tierdia10asstringa0=00rr00200004單元號(hào)和報(bào)頭報(bào)文a1=fsa0,命令格式中的校驗(yàn)位a2=a0+a1+hr$13命令碼s1.utput=a2向pl發(fā)送命令a3=s1.inputa4=id$a3,6,2響應(yīng)碼allessagea4調(diào)用響應(yīng)碼的錯(cuò)誤信息iferrrtie3thentier2.enabled=falseintr=sgbx“通訊錯(cuò)誤

9、，是否退出檢查連接?,vbyesnanel+vbexlaatin,“通訊連接中ifintr=vbyesthen。else。endifendif假設(shè)通訊連接正常那么讀取數(shù)據(jù)：a6=id$a3,24,2響應(yīng)塊中的校驗(yàn)碼a7=id$a3,1,23a8=fsa7計(jì)算校驗(yàn)碼ifa8=a6then比較校驗(yàn)碼是否一樣a9=id$a3,8,16a10=hex2bin$a9z=a10得到pl內(nèi)部通道數(shù)據(jù)elsesgbx“校驗(yàn)碼不正確。endif校驗(yàn)碼計(jì)算函數(shù)：funtinfsbyvalinputstrasstringasstringdislen,n,xrresultasintegerditepfsasstrin

10、gslen=leninputstrxrresult=0frn=1tslenxrresult=xrresultxrasid$inputstr,n,1nextntepfs=hex$xrresultiflentepfs=1thentepfs=0+tepfsendiffs=tepfsendfuntin將響應(yīng)碼中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)：funtinhex2bin$hexvalue$nstbintbl=0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111dix,rk$rk$=frx=1tlenhexvalue$rk$=rk$+id

11、$bintbl,valh+id$hexvalue$,x,14+1,4nexthex2bin$=rk$endfuntin監(jiān)控程序功能：故障信息及節(jié)點(diǎn)查詢?nèi)鐖D4;pl電池故障顯示如圖5;數(shù)據(jù)庫(kù)將記錄系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，記錄故障發(fā)生的時(shí)間及相關(guān)信息，故障修復(fù)的時(shí)間及相關(guān)信息并提供查詢功能如圖7;可以查看主界面上位號(hào)所對(duì)應(yīng)的pl位、名稱、觸點(diǎn)狀態(tài)等信息以便于故障分析，如圖8;系統(tǒng)運(yùn)行總狀態(tài)指示如圖6所示。圖6系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)指示圖7數(shù)據(jù)庫(kù)查詢圖8位號(hào)對(duì)應(yīng)信息查詢四、監(jiān)控程序完成的功能1.故障指示：有報(bào)警時(shí)，對(duì)應(yīng)指示燈及總狀態(tài)指示燈將閃爍并聲音報(bào)警，右上方顯示故障信息，單擊閃爍指示燈，將停頓閃爍，并顯示當(dāng)前狀態(tài)，

12、報(bào)警為紅色，正常為淺黃色;假設(shè)故障修復(fù)，那么對(duì)應(yīng)指示燈停頓閃爍，當(dāng)前狀態(tài)由紅色變?yōu)闇\黃色。單擊指示燈，那么可以查看各個(gè)節(jié)點(diǎn)信息，右上方圖框會(huì)顯示該節(jié)點(diǎn)的位號(hào)，對(duì)應(yīng)pl位以及該報(bào)警點(diǎn)名稱和觸點(diǎn)狀態(tài)。右上方文本框有相應(yīng)的指示燈顯示當(dāng)前系統(tǒng)總運(yùn)行狀態(tài)，紅色為報(bào)警綠色為正常。2.歷史記錄：數(shù)據(jù)庫(kù)記錄系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，記錄報(bào)警的位號(hào)、名稱、pl位、觸點(diǎn)狀態(tài)、以及報(bào)警時(shí)間等內(nèi)容，當(dāng)故障解除后同樣記錄解除的位號(hào)、名稱、pl位、觸點(diǎn)狀態(tài)、以及故障解除時(shí)間。數(shù)據(jù)庫(kù)中有位號(hào)名稱對(duì)應(yīng)表，以方便查詢每個(gè)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。3.通訊連接：用于重新連接上位機(jī)和下位機(jī)間的通訊，當(dāng)單擊工具欄中連接按鈕時(shí)，程序檢測(cè)通信連接。4.聲音測(cè)試：用于測(cè)試聲音報(bào)警是否正常。假設(shè)正常，點(diǎn)擊此按鈕時(shí)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警聲音。5.消音：用于消除系統(tǒng)報(bào)警時(shí)的聲音，不影響指示燈閃爍報(bào)警。五、完畢語(yǔ)本系統(tǒng)是為齊魯石化氯堿廠消費(fèi)車間設(shè)計(jì)的電路故障報(bào)警系統(tǒng)，現(xiàn)已投入運(yùn)行。在實(shí)際應(yīng)用中提供了真實(shí)可靠的消費(fèi)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，運(yùn)行情況良好。為企業(yè)減少了人力資源浪費(fèi)，化工廠消費(fèi)車間環(huán)境較差，改善了工人的工作