基于ES360控制器的遠程集中監控技術及優化應用

伍顯雯,韓有林

（昆鋼動力能源分公司，云南安寧650302）

自動化

基于ES360控制器的遠程集中監控技術及優化應用

伍顯雯,韓有林

（昆鋼動力能源分公司，云南安寧650302）

計算機網絡技術的發展為工業控制提供了安全有效的技術基礎，基于ES360控制器的遠程集中監控技術就是計算機網絡技術在生產過程中的實際應用。該網絡技術為實現站點無人值守及減員增效提供了可能性，并取得了良好的控制效果與經濟效益。

控制器;網絡技術;應用

1 引言

昆鋼動力能源分公司燃氣車間彩板空壓站配有4臺阿特拉斯GA250W空壓機及相應的干燥機等附屬設備，站點設有值班人員9人，主要負責4臺阿特拉斯空壓機設備的運行操作與維護操作。隨著企業結構調整、優化人員組合、提高勞動生產率的需要，需對彩板空壓站進行改造并應用網絡技術實現無人值守。

2 基本概況

彩板空壓站配有4臺阿特拉斯GA250W空壓機，每臺空壓機后配一臺吸付式干燥機（杭州日盛），空壓機采用集中供水方式。四臺空壓機出口壓縮空氣經過干燥處理后，通過總管進入儲氣罐，最后送到彩板生產現場。空壓機外圍設備工藝參數經變送器等一次元件采集轉換后送入現場的GE VersaMAX E05 PLC進行現場集中控制。由于企業機構調整，人員優化組合的需要，動力能源分公司對彩板空壓站進行了技術改造，將原彩板空壓站全部控制功能引入四空壓站，從而實現彩板空壓站的無人值守。

原基本控制系統如圖1。

圖1 原空壓機現場集中控制

3 解決方案

彩板空壓站到四空壓站有500 m左右的距離，因此需要上一套監控系統實現對彩板空壓站空壓機的遠程監視和控制。通過在彩板空壓站安裝一臺阿特拉斯ES360控制器，通過CAN總線與4臺空壓機已配備的MKIV控制器進行通訊，上傳空壓機相關數據，對整個空壓機及管路的優化控制進行管理。然后通過Combox通訊協議橋將CAN總線轉換為Modbus通訊協議再與上位系統實現數據交換。彩板空壓站空壓機的外圍系統數據已經進入原有的GE VersaMAX E05 PLC系統，此系統支持以太網通訊。因此選擇的上位系統需支持Modbus通訊協議和GE E90通訊協議。

這里選用GE公司的上位監控系統軟件iFIX就能實現整個上位系統的監控。為保證數據傳輸的穩定，兩個空壓站之間采用光纖通訊，在彩板空壓站通過交換機可分出多路TCP/IP通訊接口，1路與PLC通訊，另一路通過串口服務器轉換為485通訊接口，通過Modbus協議與Combox進行數據交換，從而實現對空壓機的數據監視及控制。

現場控制設備配置如圖2。

圖2 遠程監控示意圖

4 硬件系統特點

該遠程集中監控系統的核心是ES360控制器，它是一種基于Windows CE操作系統的空壓機專用控制器，能夠實時在線監控空壓機各項運行參數，具有智能化調節空壓機運行工況的功能。該控制器采用中文觸摸屏，可根據工藝要求設定系統壓力和當前空壓機運行模式，例如節能優化模式、順序控制模式、平均磨損模式、群組管理模式等，自動控制各臺空壓機的啟動、停止、加載、卸載等運行狀態。能夠記錄機組排氣溫度、機組排氣壓力、噴油溫度、油分離器壓差、過濾器壓差、累計運行時間以及機組加載時間等。具有故障報警功能：可以對空壓機故障、電機過載、排氣溫度高等各種故障情況進行報警并記錄。對空壓機進行本地控制和遠程集中自動控制切換。Combox通訊協議橋將空壓機CAN網絡信號轉換為標準工業協議數據后上傳至客戶監視系統，適用Modbus.Profibus工業協議的終端設備。

5 軟件系統特點

本方案采用的iFIX上位軟件是一套提供現場數據采集，過程可視化及過程監控功能的工業自動化軟件，它是GE Fanuc DynamicsTM工業自動化軟件解決方案家族中的HMI/SCADA軟件組件，能夠實現過程監控，并在整個企業網絡中傳遞信息。基于組件技術的GE Fanuc Dynamics還包括了高性能的批次控制組件，軟邏輯控制組件及基于Internet的功能組件。所有組件能夠無縫地集成為一體，并實時、綜合地反映復雜的動態生產過程。

6 控制功能的優化設置

一般情況下，空壓機控制系統掉電或通訊故障不會影響到空壓機的運行，當出現系統掉電或者通訊故障時，所有的空壓機將自動轉入本地控制，并根據空壓機排氣壓力進行加卸載控制，保證供氣的正常進行。當系統恢復正常時，空壓機自動回到之前的默認控制狀態。根據昆鋼彩板生產的實際需要，此次采用3種運行控制模式。

（1）節能優化模式

空壓機一般情況下不全部啟動運行，考慮到生產主線變負荷時對流量的要求，選擇加載、卸載和啟動空壓機設置，就能實現節能優化運行模式。

（2）強制順序運行模式排氣壓力按照預先設定的強制順序調節，當生產主線需要增加壓力時，設置順序中的第一臺空壓機按照需求進行加載.當需要減小壓力時，設置順序中的最后一臺空壓機將優先卸載.。

（3）平均磨損控制模式

每臺空壓機的運行時間設定將保持在一定的可調范圍內。即調壓過程以運行時間作為基準。通過設置讓空壓站的每臺空壓機的運行時間平均化，達到平均磨損。

7 結束語

昆鋼動力能源分公司彩板空壓站的遠程監控系統由于采用了基于ES360控制器和計算機網絡的技術，最終達到了無人值守、提高勞動生產率和機組降耗的目的，這是計算機網絡技術在生產實際中的應用范例，為今后對不同的原有控制系統改造積累了成功的經驗。

[1]謝希仁編著.計算機網絡（第5版）[M].北京:電子工業出版社.2008年1月.

The Remote Concentrated Monitoring Technology Based on ES360 Controller and Optimized Application

Wu Xianwen,Han Youlin
（The Power and Energy Company of Kunming Iron and Steel Co.Ltd.,Kunming,Yunnan 650302,China）

The remote concentrated monitoring technology based on ES360 controller is a practical application of computer network technology in production process.This network technology has made possible of unattended stations,reducing the number of employees and increasing economic performance.Application of the technology has produced good control effect as well as favorable economic benefit.

controller;network technology;application

TP27

B

1006-6764（2015）03-0059-03

2014-12-01

伍顯雯（1965-），女，大學專科學歷，機械助理工程師，現從事機械技術工作。