PLC系統與監控系統的融合應用

謝延東　 韓驥

摘要：隨著現代工業自動化的不斷快速發展，PLC系統和計算機監控在工業中受到了廣泛的應用。本文就PLC系統與監控系統的融合應用進行分析。

關鍵詞：PLC系統；監控系統；融合

目前，我國企業實現了在生產過程中遠程檢測數據和操控，實現了自動化，但是自動化程度還不夠高，監控系統的水平也較低，企業的某些生產還需更加直觀了解生產現場的情況，以更好對生產進行控制，這就需要將計算機連入PLC控制網絡系統，并把PLC系統與監控系統進行融合，實現企業遠程對PLC系統的數據采集、分析處理和質量管理等等，以及生產等過程的動態圖像監控，進而直觀地實現對PLC整個控制系統進行控制的全過程的圖像化管理。

1 PLC系統

PLC系統是建立在電子計算機基礎上的，通過運行PLC內存中儲存的程序，對入出信息交換進行控制的編程邏輯控制器。PLC主要是通過掃描方式實現控制的，企業如果大量控制均使用掃描控制，若有個別急需要處理的，則可通過中斷方式進行處理。PLC的控制過程一般是輸入—裕興用戶程序—輸出—再輸入—再運行用戶程序—再輸出……如此反復進行循環的。同時PLC系統還會進行公共處理，比如通信處理、外設服務以及循環時間監控等等。而且PLC目前具有3-4級子網，再配置企業生產經營所需的工具軟件，就能使之成為具備動態顯示畫面、工藝流程顯示以及制作報表等功能，而且PLC通過周期循環掃描這一方式進行工作，集中處理輸入輸出，具有很強的抗干擾能力。一般情況下，為避免輸入開關量丟失，PLC掃描時間通常控制在100-200ms的范圍內，這比PLC自身的機電時間常數還要小的多，使得它具有很強的糾正錯誤輸出的能力。

2 硬件組態

2.1 PLC系統

PLC系統類型主要有模板式和箱體式這兩種。模板式PLC的基本配置一般有CPU、內存電源、I/O模板以及簡易編程器等組成。同時PLC還可在其基礎配置上進行擴展配置，增加擴展機架或者機箱，以此增加I/O點數。同時PLC擴展通過CPU、內存、外設資源，降低PLC的單點費用，此外還能實現遠程安裝。企業可根據自身生產經營的實際情況，對PLC系統模塊CPU模塊，開關量輸入輸出，模擬量輸入輸出以及通訊模塊等進行配置，然后給每個模塊分配物理地址，以方便編程，從而實現PLC系統的數據監測和生產控制。

2.2 計算機監控系統

計算機監控系統組態主要由數據檢測以及數據采集兩部分構成，數據采集是通過接受溫度、電流等信號，再將其轉變為計算機可以識別的信號，從而完成計算機信號輸入和輸出轉換的PLC模板。PLC系統模板是連接計算機和外部設備的，比如說監控設備，通過與PLC系統進行有機融合，就能實現與PLC系統、監控系統之間的數據通信。

3 系統組態與應用

3.1 在水泵控制系統總的應用

對水泵控制系統運用PLC系統與監控系統，其主要組成部分是PLC、人機接口、監控設備以及編程軟件等。就拿5臺水泵的抽水系統來說，它有高區、低區抽水。通過PLC系統和監控系統與人機接口建立連接，在企業進行控制過程中能有效對各個變量值進行監控，且能形象顯示整個控制過程，讓企業的有關操作人員能非常直觀地了解和控制該過程。比如對點東西電流、排水流量以及排污等參數進行檢測，將數據傳至PLC的內部控制系統，然后通過網絡傳送到計算機終端，企業有關人員就可隨時對其進行查詢和使用；也可對進水壓力、水泵高低區的出水壓力以及各個閥門的實際工作狀態等情況進行實時檢測；同時系統還可對水泵高地區出水壓力、水箱的高低水位以及每個泵工作時間切換進行設置，還可以調節這5臺泵的工作方式；還能對高峰供水時段進行有關設置，全方位地最大程度地滿足企業的日常生產經營的需求。此外，系統有報警功能，出現出水壓力過高過低、變頻器以及熱繼電器發生故障等情況立即會發出報警信號。同時系統具有歷史記錄的功能，能準確記錄整個水泵系統中各個泵的運行時間以及各個時間段該系統出現的各個事件。

3.2 在組合式空調機組控制系統中的應用

組合式空調機組控制系統將PLC系統和監控系統進行融合，并設計和編寫控制程序，實現其運行自動化、動態化以及形象化控制。這使得有關操作人員對機組一些重要參數的設置以及監控機組重要部位的狀態信息進行全面了解。為采集有關數據，需將多種傳感器介入PLC，從而實現數據處理功能，比如溫度傳感器、濕度傳感器、風量傳感器等。控制系統中的手動操作主要是用來對設備單機進行調試、維護以及保養的，而自動操作則是利用PLC系統與監控系統對整個組合式空調機組的運行進行自動、動態化實時控制。在手動、自動運行的過程中，機組的冷卻泵、冷凍泵以及制冷機組等均需嚴格按照順逆順序進行開啟或停止。在水冷機組運行之后，沿著送風方向分別打開新風閥與送風閥，從而啟動新風機與送風機，然后合理根據目標溫濕度的要求去控制機組的各個設備的投入與調節量，進而使送風溫濕度達到標準要求。通過PLC系統和監控系統還能配置溫度采集模塊，對每個通道的熱電阻數據進行短路和斷線檢測，并進行檢測數據采集，當機組中通道發生故障，或者傳感器的接線發生短路或斷線等等問題的時候，系統能有效并及時地對機組進行保護，防止機組受到損害。此外在機組控制系統運行監控的界面上可對各個設備的運行狀況進行監視，如果系統某一環節或設備出現問題，系統會自動進行報警，切換到報警界面上來。

4 討論

為企業充分利用和整合資源，將PLC系統與視頻監控進行融合應用，減少了企業的建設投入，實現了在同一監控畫面中進行PLC系統和監控系統的功能，滿足了企業的統一控制的需求。

參考文獻：

[1]叢華，謝金良，江鵬程，張紅星.基于PLC的組合式空調機組控制系統設計[J].計算機測量與控制，2013，21（01）：119-121.

[2]蕭力華.基于西門子PLC系統與視頻監控系統的融合應用[J].數字技術與應用，2017，（04）：6-7.

[3]張宏飛，包睿，李超.工業自動化監控系統中PLC技術的應用研究[J].現代電子技術，2015，38（11）：150-151+155.