儲罐遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用

饒良波 衛(wèi)榮輝 張秋華 洪聲科

摘? 要：當(dāng)前，各類儲罐遠(yuǎn)程控制方法很多，現(xiàn)提供一種較為簡單的開發(fā)應(yīng)用方式，通過各類傳感器、PLC、觸摸屏、上位機(jī)組態(tài)軟件，開發(fā)一套基于PLC和工控機(jī)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，給出了該系統(tǒng)組成、工作原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)說明了該系統(tǒng)軟件開發(fā)過程和現(xiàn)場實(shí)際工作效果。該系統(tǒng)具備自動化程度高、操作簡單、響應(yīng)快和故障率低等特點(diǎn)，值得推廣。

關(guān)鍵詞：PLC;工控機(jī);觸摸屏;網(wǎng)絡(luò);儲罐

0? ? 引言

儲罐遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要利用儲罐區(qū)的各類溫度、壓力、液位、氣體傳感器把收集的數(shù)據(jù)傳輸給PLC進(jìn)行處理，各工作點(diǎn)的上位機(jī)組態(tài)軟件電腦或觸摸屏能夠遠(yuǎn)程實(shí)時讀取或控制PLC相關(guān)數(shù)據(jù)。

儲罐區(qū)在工廠企業(yè)中是非常重要的場所，一般會存放大量易燃易爆化學(xué)品，需要實(shí)時對儲罐里面的液位、溫度和儲罐有無泄漏情況進(jìn)行監(jiān)控，而儲罐區(qū)一般離用料生產(chǎn)車間比較遠(yuǎn)，在多個車間同時用料的時候，若只能現(xiàn)場進(jìn)行操作或控制則很不方便，也會造成不必要的麻煩和安全隱患，所以需要開發(fā)一套儲罐遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)來解決以上問題。

1? ? 系統(tǒng)組成

如圖1所示，該遠(yuǎn)控系統(tǒng)主要由1臺三菱FX5U-32MR可編程控制器、4個FX5-4AD-ADP模塊、1個FX5-8EX/ES輸入擴(kuò)展模塊、2個8通道Pt100溫度變送器模塊、2個可燃?xì)怏w控制器和多個附屬報(bào)警器、1臺威綸通MT8103IE觸摸屏、若干交換機(jī)、7臺工控主機(jī)電腦組成。

2? ? 工作原理

在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，PLC上電自動讀取從485信號口和4AD模塊實(shí)時傳輸過來的儲罐各類數(shù)據(jù)，例如溫度、壓力、液位和各可燃?xì)怏w檢測裝置的數(shù)據(jù)，現(xiàn)場電控柜有一塊觸摸屏能夠直觀顯示各類數(shù)據(jù)的位置點(diǎn)和參數(shù)（圖2、圖3），各使用車間可通過電腦對罐區(qū)設(shè)備進(jìn)行各類操作和監(jiān)控。電腦界面能夠直觀看到儲罐的各類數(shù)據(jù)，操作界面與觸摸屏界面一致，也能夠?qū)崟r看到罐區(qū)設(shè)備的使用狀況。本套設(shè)備主要利用FX5U可編程控制器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的功能進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，主要用到三菱PLC WORKS 3編程軟件和北京亞控科技有限公司的組態(tài)王軟件6.55版，以及臺灣威綸科技有限公司的觸摸屏編程軟件EBproV6.03.02.393_20200213。

3? ? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需求，需要能夠遠(yuǎn)程控制儲罐區(qū)各類泵的運(yùn)行情況，同時能夠在線監(jiān)控儲罐區(qū)的溫度、液位、壓力和氣體傳感器的數(shù)據(jù)，為此每個儲罐都有溫度傳感器、液位傳感器、氣體傳感器。

溫度傳感器采用Pt100信號傳輸，通過8通道溫度變送器轉(zhuǎn)換為485通信格式發(fā)送給FX5U可編程控制器;液位傳感器采用2線制4～20 mA信號，通過FX5-4AD-ADP模塊發(fā)送給FX5U可編程控制器;氣體傳感器主要檢測原料有無泄漏，分為有毒氣體傳感器和可燃?xì)怏w傳感器，各傳感器采集的數(shù)據(jù)通過485信號傳輸?shù)较鄳?yīng)控制器，控制室能夠?qū)崟r讀取相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線報(bào)警，同時報(bào)警器也可將485信號發(fā)送給PLC在線讀取各傳感器檢測到的氣體濃度進(jìn)行在線顯示。各儲罐之間安裝有各類泵，泵的主要作用是輸送各類儲罐液體到各使用車間，同時把各使用車間產(chǎn)生的液體泵回到儲罐，每臺泵出口都有壓力傳感器，能夠在線監(jiān)測泵的運(yùn)行情況，同樣采用2線制4～20 mA信號，通過FX5-4AD-ADP模塊發(fā)送給FX5U可編程控制器。各使用車間通過網(wǎng)絡(luò)訪問FX5U可編程控制器，各車間電腦安裝組態(tài)軟件訪問PLC，各電腦IP網(wǎng)絡(luò)在同一網(wǎng)關(guān)下，設(shè)置不同端口號進(jìn)行上述訪問。本套系統(tǒng)最多可運(yùn)行8臺電腦或觸摸屏進(jìn)行主從站訪問，該系統(tǒng)中現(xiàn)場電控柜安裝有一臺觸摸屏進(jìn)行現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)的顯示和監(jiān)控，方便操作，界面如圖2、圖3所示，以太網(wǎng)設(shè)備連接設(shè)置如圖4所示。

4? ? 結(jié)語

通過各類壓力、溫度、液位、氣體傳感器，結(jié)合三菱PLC、威綸通觸摸屏、上位機(jī)組態(tài)軟件監(jiān)控功能，開發(fā)了一套基于PLC和工控機(jī)的儲罐遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，本文對該系統(tǒng)進(jìn)行了簡要介紹和分析。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、運(yùn)行穩(wěn)定，能夠滿足不同行業(yè)的遠(yuǎn)程控制需求。

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收稿日期：2020-06-24

作者簡介：饒良波（1987—），男，湖南人，機(jī)電工程師，研究方向：機(jī)電一體化。