基于组态王和PLC的实验室通风监控系统

章盼梅

【摘 要】本文综合分析实验室建设的案例，设计出一套基于组态王和PLC的实验室通风监控系统，该系统采用目前先进的国产组态软件亚控科技的组态王和西门子PLC控制器，能够实时的监测实验室的各种参数。介绍了该系统的构建方式，提出了实验室通风和安全的措施。

【关键词】组态王；西门子PLC；实验室通风

0 引言

随着我国经济的快速发展，各行各业的实验室建设也迅速发展，如大学的物理实验室、电工电子实验室，医疗手术实验室等。在实验室发展的同时，现代化、数字化、智能化是实验室的一个发展方向。而当前有些危险性的实验室，如剧毒、易燃易爆的实验室场所需要一套智能的监控系统来保证实验室的安全。本文设计系统上位机是采用北京亚控的组态王KingView7.5，下位机采用西门子PLC S7-300，它能够实时有效的监控实验室的各类数据，保证实验室的安全。

1 组态王上位机监控软件

组态王软件通过技术人员的二次开发，可以实现工艺流程图、主要设备一览、用户管理、报警一览、仪表参数检测等画面。在用户管理界面中，分为游客、操作者、管理者和设计人员共四个用户，每个用户都有自己的权限，游客权限最低，只可以观看画面；操作者权限高一点，可以控制设备的启停；而设计人员的权限是最高的，可以在软件上进行一切的操作。KingView7.5是亚控上位机的最高版本，应用范围广，是目前主流的一款国产软件，具有功能强大、价格低廉等优点。提供了生产操作的过程可视化、数据采集和数据监视。它可以精确地监视控制生产过程，并优化生产设备和实验室资源管理。它运用了直观的图形工具，应用软件平台具有图形支持软件、人机友好接口，并支持各种标准接口及环境。当系统中的相关设备出现故障时，现场的设备会快速的探测出数据，立即传输到PLC中央处理器处理，把相关的处理信号反应到上位机上，发出报警信号，操作人员能够快速的发现故障，减少设备的损坏，防止事故的发生。

2 西门子PLC

中央监控操作站与现场PLC通讯，趋势、报警、报表、数据库连接等，主要完成实验室通风生产过程资料的处理、工艺设备的监控和管理任务。本设计方案的控制器是采用德国西门子PLC S7-300，它是当前国内用的最广泛、市场率最高的一款工业控制器。通过无与匹敌的处理能力和惊人的存储能力，它可以加入更多的诊断和各类数据。它具有可靠性高、可扩展性号，能够在高温、震动、粉尘污染等条件下稳定的运行，是专门为复杂的工业环境设计出来的一套控制器，特别适用于实验室等复杂工业环境领域。由于其集成分布式体系结构的能力，S7-300 为基础设施项目提供了理想的解决方案，特别是在实验室通风设计系统中。目前，西门子PLC全部采用模块化设计，一个完整的PLC控制器具有电源模块、CPU模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块、数字量输出模块。而这些模块全部都安装在一个机架上，能防止设备震动带来的模块松动。它模块化的设计，能够让设计人员更加方便的检修，快速的判断故障的所在。同时，电源模块和CPU模块中，也有相应的指示灯，当有模块损坏时，相应的等会闪烁进行报警，和系统上位机组成冗余的报警系统，防止设备的损坏。

3 实验室通风监控系统

本监控系统参照DCS系统构架的设计原则，用组态王二次开发成实验室通风的监控软件平台，下位机采用西门子PLC中央控制器，利用软件对PLC进行编程。软件和硬件功能完善，具有透明工厂的体系结构，系统经济性能好、维护简单、人机接口友好、系统便于控制、与其它系统连接简便。在系统的架构上，采用上位机集中管理，下位机对各个控制器分散的控制，利用计算机数据库对资源进行共享的理念，构建了中央控制系统、下位机控制器、软件数据库三级的架构层。每层之间的数据通过OPC进行连接，实现了数据的实时共享，各类参数仪表的快速反应。通过监控系统构成一个具信息化、综合化的自动化管理系统，构建成一个安全、实用、经济、高效、先进的自动化监控管理系统。系统中采用先进的仪表，能够快速灵敏的检测各类参数，实时的传送到PLC控制器中，仪表输出信号与PLC良好兼容，既能现场数字显示，同时也能在中控上位机上体现出来。本方案中有着完善的自动控制系统和仪表检测系统，能充分保证整个实验室通风系统良好地运行。系统架构如图1所示。

4 结语

组态王KingView7.5是目前国产软件中先进的主流的监控平台，西门子PLC是当前国内应用最为广泛的一款PLC控制器，两者结合组成的监控系统，稳定性好、反应速度快，操作简便，特别适合运用于实验室检测控制系统。实验数据表明，该系统运行了一段时候后，安全稳定可靠，有一定的推广价值。

【参考文献】

[1]朱万浩，等.基于WINcc和PLC的污水处理提升泵优先度控制[J].自动化技术与应用，2013（11）.

[2]朱万浩，等.基于RSView的污水处理监控系统设计[J].自动化与仪器仪表， 2013（03）.