基于PLC的遠程監(jiān)控系統(tǒng)探究

晁 陽

(武警后勤學院軍械與建筑工程系 300309)

基于PLC的遠程監(jiān)控系統(tǒng)探究

晁 陽

(武警后勤學院軍械與建筑工程系 300309)

本文基于PLC的遠程監(jiān)控系統(tǒng)為研究點，介紹了常見plc結(jié)構(gòu)系統(tǒng)框架，闡述了基于PLC的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的具體設(shè)計，并結(jié)合實例分析了遠程監(jiān)控系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)情況，對于今后更加深入開展基于plc的遠程監(jiān)控系統(tǒng)研究工作具有一定的指導意義。

PLC；遠程監(jiān)控；系統(tǒng)設(shè)計；數(shù)據(jù)通信

引言

近年來，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國已從傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)制造模式逐步轉(zhuǎn)向了高速、連續(xù)、集成以及智能化的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)制造模式。另一方面，伴隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)品需求量越來越大，而勞動力成本日益攀升，傳統(tǒng)的工業(yè)監(jiān)控方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控的需要。為更好提高工廠管理水平，在科學技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，遠程監(jiān)控系統(tǒng)憑借其優(yōu)良特性得到了廣泛應用。遠程監(jiān)控涉及到了包含計算機、電子技術(shù)、自動化、通信等諸多領(lǐng)域，具有極大的科學性和可靠性。而PLC 技術(shù)的具有的功能齊全、操作性靈活，有很高的可靠性以及非常強烈的抗干擾能力等優(yōu)點更是備受矚目。

1.系統(tǒng)架構(gòu)

圖1 所示為一種具有高度可靠性的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的總體框架結(jié)構(gòu)。

圖1 系統(tǒng)總體框架結(jié)構(gòu)

可以看出該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有以下特點：（1）對廠區(qū)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測以及產(chǎn)品加工質(zhì)量的檢驗，有效提升了監(jiān)控系統(tǒng)的功能和作用，促使遠程監(jiān)控系統(tǒng)的作用從常規(guī)的制造過程和設(shè)備監(jiān)控轉(zhuǎn)向質(zhì)量和社會效益的監(jiān)控。（2）通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對生產(chǎn)、制造以及加工過程實行全程監(jiān)視以及診斷，最大程度上做到產(chǎn)品的集中管理和優(yōu)化控制。（3）系統(tǒng)采用的分布式監(jiān)控和診斷模式使得該監(jiān)控系統(tǒng)擁有較好的自身診斷、維護以及恢復能力。（4）通過網(wǎng)絡(luò)連接模塊，實現(xiàn)分布監(jiān)測，統(tǒng)一管理，監(jiān)控同診斷網(wǎng)絡(luò)相連，便于保障生產(chǎn)企業(yè)CIMS的構(gòu)成。（5）層次化結(jié)構(gòu)形式作為整體系統(tǒng)的組成方式，其同一層上的不同模塊地位相同，因此不會出現(xiàn)單個模塊失效而影響到整個模塊的狀況。

2 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

2.1 上位機軟件設(shè)計

在遠程控制系統(tǒng)監(jiān)測中，上位機主要需完成廠區(qū)內(nèi)實時運行數(shù)據(jù)的監(jiān)測、故障報警、時間日期和機械設(shè)備狀態(tài)的顯示，相關(guān)參數(shù)設(shè)置，管理員權(quán)限登錄等工作。上位機監(jiān)控系統(tǒng)主界面包括以下部分：1）主畫面：顯示廠區(qū)生產(chǎn)工藝流程。如設(shè)備運行狀態(tài)、參數(shù)顯示、時間日期顯示等。（2）趨勢分析：即實施趨勢曲線以及相關(guān)歷史趨勢曲線的走勢分析，并且記錄生產(chǎn)需要的歷史數(shù)據(jù)，便于直觀反映出來。（3）工藝流程圖：各部分畫面顯示的詳細運行狀態(tài)報警提示等。（4）報表打印與web發(fā)布：利用excel生產(chǎn)報表并繪制打印。通過互聯(lián)網(wǎng)將監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)曲線發(fā)送至管理部門。

2.2 下位機程序設(shè)計

下位機程序設(shè)計是該PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。PLC的編程環(huán)境通常采用模塊化設(shè)計方法，提供了包括組織塊、功能塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)功能等功能明確的基本模塊。在PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)的程序設(shè)計中，設(shè)計者編寫的程序及相應數(shù)據(jù)即存放于這些模塊之中。在執(zhí)行操作系統(tǒng)程序時，其程序結(jié)構(gòu)清晰，能有效簡化程序組織，便于修改和調(diào)試。從整體上看，整個下位機設(shè)計結(jié)構(gòu)為主從模式。

3.PLC數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)

作為驗證，將上述常見遠程監(jiān)控系統(tǒng)應用于某水廠進行測試研究。考慮到該水廠主控室同各監(jiān)測站之間相互分散以及距離偏遠的問題，對該系統(tǒng)進行了適當改進，提出了一種較通用和實用的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。如圖2所示：

圖 2 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)中服務(wù)器同現(xiàn)場監(jiān)測機的實時數(shù)據(jù)通信采用windows Sockets通信方式，客戶端和服務(wù)器采用TCL的連接方式。即服務(wù)器監(jiān)聽線監(jiān)聽特定的網(wǎng)絡(luò)，在接到客戶端發(fā)出的連接指令后做出響應，通過建立起一個點到點的連接，連接成功后，客戶端和服務(wù)器便可利用該連接進行通信。之后通過Socket 技術(shù)，服務(wù)器便可以采集不同監(jiān)控點的現(xiàn)場信息服務(wù)器對端口的監(jiān)聽以及相應數(shù)據(jù)的傳輸 。實驗結(jié)果證明，Socket設(shè)計的多線程服務(wù)器能夠同時接受多個監(jiān)測機連接請求并進行數(shù)據(jù)發(fā)送與接收。

上述系統(tǒng)在該廠應用一段時間后得出結(jié)論：基于PLC與在線監(jiān)測技術(shù)的結(jié)合具有實時、高效、可行的特點，且成本低廉，實用性強。設(shè)備運行期間系統(tǒng)各項參數(shù)正常，未發(fā)生過故障，為企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益。

結(jié)語

不得不說，多年來，遠程控制系統(tǒng)的成功運用為我國制造業(yè)的發(fā)展起到了不可忽視的作用。長期實踐證明，基于PLC的遠程監(jiān)控系統(tǒng)具有安裝方便、操作簡單、覆蓋面廣、費用低廉等諸多優(yōu)點，具有較高的實用價值。它的運用能夠在很大程度上提高設(shè)備使用效率，減輕工作人員負擔以及故障發(fā)生的次數(shù)，大大提高了生產(chǎn)效率。相信隨著社會的進步和科學技術(shù)的發(fā)展，基于PLC的遠程控制系統(tǒng)必將得到更加深入的研究，并更廣泛應于未來各前言制造領(lǐng)域。

[1]王貴成,宋琳,徐心和. 一種基于PLC的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 微計算機信息,2015（09）:116-117.

[2]姚勝藍,宋剛,胡德金. 基于PLC的遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 組合機床與自動化加工技術(shù),2013（07）:50-51.

G322

B

1007-6344（2016）07-0299-01