基于PLC與組態軟件的火場監測系統

隨著科學技術的高速發展，新興科技被運用到了許多領域。安全生產環境成為了當前生產企業增加經濟效益及抗災能力的有效手段。因此，在一些容易發生火災的現場，設計相應的監測系統具有十分重要的意義。

【關鍵詞】PLC與組態軟件 火場 監測系統

在進行生產過程中，安全生產環境是當前許多學者的研究焦點。容易發生火災的生產企業，應該選擇適合于火場監測系統來確保其生產環境的安全性，不僅提升了生產企業的經濟效益，還能夠對其火場進行相關的監測，增強了對火場的有效控制。

1 系統總體設計

在進行火場監測系統設計過程中，需要針對火場的人安全性以及可靠性進行分析與考慮。在進行上位機控制系統選擇時，為了能夠更好地與工業控制計算機進行聯接，可以選用研華所研發的IPC-610H型號計算機。同時，可以為其配備SONY出產的KLV-52X200A液晶顯示屏。在進行下位機控制系統配置時，主要考慮到對火場監測的需求，需要選擇性能較高的PLC系統，建議采用三菱公司出來的Q系列PLC來進行系統搭建。這種類型的PLC系統，為用戶提供了RS232C 以及RS485接口，可以非常輕松地就能夠與工業控制計算機串口進行對接。在進行中上下位機通信標準選擇時，可以在其系統中采用RS232通信標準，下位機PLC則可以選擇RS485通信標準。

在整個系統設計中，上位機所起來的作用是能夠與下位機的PLC形成通訊，并可以及時地對火場現場的相關數據、生產流程、提示報警等進行收集，并能夠通過與PLC系統之間的形成的通訊來完成報表生成以及數據庫建設。通過對下位機的訪問，可以實現設定限值、計數初始化以及調整PLC指定寄存器的狀態等方面的工作。

2 PLC設計

2.1 硬件組成

基于對火場監測的需要監測的點非常多，而且整個工作環境也相對較為復雜。因此，在進行在線監測系統設計時，需要考慮體積小、高性能以及處理能力強的硬件設備。可以選擇三菱公司Q系列PLC。此系列的PLC系統擁有Q312B主基板、Q06HCPU模塊、Q64P電源模塊、QJ71C24通訊模塊各三塊。同時其系統來提供了Q64RD熱電阻輸入模塊七塊所組成。為了能夠提供更強的信息處理性能，此PLC系統中還配備了兩塊高速計數模塊，其型號為QD60P8- G。為了讓PLC系統數字輸入與輸出性能更強，還配置了十八塊數字量輸入模塊以及十塊數字量輸出模塊。這些硬件設備為PLC系統提供了極強的處理能力，可以完成滿足火場監測系統的需求。

2.2 PLC智能功能模塊設置

對于此PLC系統的智能功能模塊設置而言，包含了QJ71C24 串行通訊模塊、Q64A/D 模擬量輸入模塊、Q64RD 熱電阻輸入模塊和通道間絕緣脈沖輸入模塊 QD60P8- G。而且，所有的智能模塊都擁有緩沖存儲器，可以方便其系統的高速運行以及智能功能的處理。智能功能模塊的程序涵蓋了模塊初始化、其數據通過智能模塊中的緩沖存儲器來進行處理，并能實現寄存器自動刷新功能。此外，一旦遇到故障可以通過智能功能模塊來進行自調整，并完成上位機指令的執行等功能。整個PCL程序流程圖如圖1所示。

在進行初始化設置時，可以針對不同智能模塊參數進行設置。在進行設置過程中，主要是針對其設備的周期采樣設置、報警提示設置以及數據采樣預處理設置等幾個方面。通過脈沖輸入模塊可以合理化選擇計數方式。在進行采編線性計數時，不同次數的火場監測可以通過上位機來進行信號采樣，并對每一次的監測過程進行判斷，然后對智能模塊發出執行指令。當所采樣的數據自動刷新后，在三菱公司Q系列PLC 中，通過智能模塊所具擁有的軟元件允許QCPU進行訪問，并通過智能功能模塊中的所設置的緩沖存儲器，發出MOV指令。整個數據采樣過程以及刷新過程，會從智能功能模塊的軟元件發送相關的信息到寄存器中進行寄存。這些數據能夠為上位機所調用，并能夠進行數據處理。

3 結合實際情況開發監測軟件

對于火場監測的監測軟件的開發，需要結合火場自身的監控點來進行設計。火場監測本身需要監控點數較多，并且需要在將火場中非常繁雜的畫面體現出現。想要自己通過軟件開發來滿足需求，整個開發周期會較長。因此，結合火場監測的需要，建設采用組態軟件King Vew6.52i平臺來進行火場監測軟件設計。根據火場現場監測點的分析，可以將所設計的組態部分劃分為整體流程、火場巡檢、信息統計、報表、數據查詢、火警報警、故障診斷和系統管理等幾個功能模塊。從整個設計流程來看，可以滿足整個火場的監測需求。讓值班工作人員在控制室就可以非常直觀的對整個火場情況的關鍵信息進行掌握。在進行畫面反映時，主要是將幾處容易起火點、泵、閥、管路、壓力變送器、溫度變送器、報警燈等多個方面的監測。此外，在進行畫面切換時，可以更好地對整個火場中的每一個操作盤的各開關狀態進行觀察，同時能夠通過畫面中的按鈕來完成對相關按鍵的集中控制。火場巡檢模塊， 通過對火場相關參數的查詢，讓巡查人員對每一個點進行詳細信息登記，并能夠通過自行生成報表的形式，方便后續的查詢與打印。報警模塊包括實時報警查詢和歷史報警記錄查詢兩部分，可以實現模塊能夠實時提示報警信息和處理意見， 管理人員還可以根據實際情況隨時更改報警限值。

4 結語

總而言之，基于PLC與組態軟件的火場監測系統設計，可以通過友好的人機界面來完成對火揚的實時監測。并能夠通過靈活調整來完成對火場的監控，提高了火場監測的自動化水平。

參考文獻

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[2]周建萍，王志萍，于會群.對提高“PLC實驗課”課程教學質量的探討[J].實驗室研究與探索，2012（10）.

作者簡介

盛彬（1986-），女，遼寧省丹東市人。碩士研究生。助教。研究方向為控制工程、電氣工程。

作者單位

1.山西大同大學機電工程學院 山西省大同市 037009

2.山西大同大學建筑與測繪工程學院 山西省大同市 037009