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車載柴油發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時間:2017-6-30車載柴油發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通過INTEILITE NT AMF25 科邁控制器信號采集模塊在本地采集柴油機(jī)組的各種信號,通過RS232串口與PLC進(jìn)行通信。PLC主要通過梯形圖語言來實(shí)現(xiàn)對采集的狀態(tài)信號執(zhí)行邏輯、順序、計(jì)時、計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算,根據(jù)上位機(jī)的輸入信號產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號。同時PLC與組態(tài)顯示屏通信實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控。組態(tài)顯示屏在實(shí)時監(jiān)控發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的同時還可以提供故障報警,以及機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時存儲,以歷史曲線的方式便于查詢。系統(tǒng)控制原理如圖一所示。
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
信號采集。發(fā)電機(jī)組信號的采集主要以AMF25信號采集模塊為核心,配以分布在柴油機(jī)、電機(jī)各個部位的電流、電壓互感器、頻率變送器、轉(zhuǎn)速計(jì)、溫度、壓力傳感器等采集來的電站工作狀態(tài)各個參數(shù),參數(shù)經(jīng)過處理后進(jìn)入AMF模塊。AMF模塊對采集到的信號進(jìn)行處理并判斷是否有故障發(fā)生,*發(fā)生則循環(huán)執(zhí)行問答程序??刂破髂軐?shí)現(xiàn)對機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)和故障情況進(jìn)行本地控制也可以通過RS232通訊接口PLC連接進(jìn)行各種控制邏輯寫入、參數(shù)設(shè)置及遠(yuǎn)程監(jiān)控???設(shè)置的7個輔助輸入(用戶可自編程定義)和7個輔助輸出端,可用于啟動、報警或停機(jī)等其他功能。
PLC邏輯控制。PLC可選擇維控可編程控制器,它主要將外部的輸入信號如按鍵、感應(yīng)器、開關(guān)及脈波等的狀態(tài)讀取后,依據(jù)這些輸入信號的狀態(tài)或數(shù)值并根據(jù)內(nèi)部儲存預(yù)先編寫的程序,以微處理機(jī)執(zhí)行邏輯、順序、計(jì)時、計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算,產(chǎn)生相對應(yīng)的輸出信號如柴油發(fā)電機(jī)組的開關(guān)、機(jī)組合閘分閘的操作。通過電腦或程序書寫器可輕易的編輯/修改程序及監(jiān)控裝置狀態(tài),進(jìn)行現(xiàn)場程序的維護(hù)與試機(jī)調(diào)整。 PLC的梯形圖在形式上沿襲了傳統(tǒng)的繼電器電氣控制圖,是在原繼電器控制系統(tǒng)的繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來的一種圖形語言。設(shè)計(jì)中使用的元件如按鈕X、中間繼電器M、時間繼電器T、計(jì)數(shù)器C、觸點(diǎn)等,都和實(shí)際的電氣元件的特性相似。
組態(tài)監(jiān)控程序的實(shí)現(xiàn)。車載柴油發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要選擇“MCGS嵌入版組態(tài)軟件”。該軟件是基于RTOS (real-timemulti-tasks operating system)實(shí)時多任務(wù)系統(tǒng)的組態(tài)軟件,用戶只需要通過簡單的模塊化組態(tài)就可構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng),從而把用戶從繁瑣的編程中解脫出來,使用起來更加得心應(yīng)手。在車載柴油發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中為了便于維護(hù),防止錯誤操作帶來的隱患,設(shè)計(jì)了用戶權(quán)限的管理、重要操作的提示等。其次為了便于查詢柴油機(jī)組歷史運(yùn)行狀態(tài),設(shè)計(jì)了歷史運(yùn)行曲線查詢功能。在程序的框架上,主控窗口構(gòu)造了應(yīng)用系統(tǒng)的主框架,設(shè)備窗口是MCGS嵌入版系統(tǒng)與外部設(shè)備的媒介,用戶窗口實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和流程的“可視化”。實(shí)時數(shù)據(jù)庫是MCGS嵌入版系統(tǒng)的核心,運(yùn)行策略是對系統(tǒng)運(yùn)行流程實(shí)現(xiàn)有效控制的手段。
系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時數(shù)據(jù)的處理。遠(yuǎn)程監(jiān)控主要是對柴油發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中的實(shí)時數(shù)據(jù)的監(jiān)控,在實(shí)現(xiàn)這一功能時主要使用一個PID算法。首先在循環(huán)策略塊中創(chuàng)建一個策略行,在策略行的條件部分可以控制該算法是否啟動,設(shè)置循環(huán)策略的定時時間,在策略行的功能部分放置腳本程序構(gòu)件。在實(shí)時數(shù)據(jù)庫中定義如下數(shù)據(jù)對象:
在設(shè)備窗口中加入相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)件,ADdat0數(shù)據(jù)對象和設(shè)備的模擬量輸入通道建立連接,DAdat0數(shù)據(jù)對象和設(shè)備的模擬量輸出通道建立連接。在策略行的程序構(gòu)件中編制如下所示的程序:
監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行時,每隔一秒鐘,執(zhí)行一次上面的程序,從而進(jìn)行一次PID調(diào)節(jié)。在程序中,由設(shè)定值和采集進(jìn)來的實(shí)際值計(jì)算輸出值。而采集和輸出的操作,由系統(tǒng)指揮設(shè)備構(gòu)件來完成,這樣就實(shí)現(xiàn)了對機(jī)組數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)控。
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)況。通過邏輯控制程序編寫、界面設(shè)計(jì)、硬件連接完成后聯(lián)機(jī)測試,系統(tǒng)可以成功地完成對柴油發(fā)電機(jī)組的實(shí)時監(jiān)控。
為了便于監(jiān)控,在主監(jiān)控界面下還設(shè)計(jì)一個用于顯示機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)的歷史曲線界面,系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)通過該界面以曲線的方式顯示。
結(jié)語
實(shí)踐證明,采用可編程控制器來取代目前很多繼電器等硬件控制電路是可行的,而且具有明顯的*性。相比使用工控機(jī)的監(jiān)控,使用組態(tài)觸摸屏監(jiān)控可以更加直觀,操作更方便,也更易于維護(hù)。本系統(tǒng)只是對柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行監(jiān)控,實(shí)際上對于廣播發(fā)射機(jī)在具備原有通訊協(xié)議和編程協(xié)議情況下也是可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的,故具有廣泛應(yīng)用前景。
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