基于PLC与组态软件的火场监测系统

随着科学技术的高速发展，新兴科技被运用到了许多领域。安全生产环境成为了当前生产企业增加经济效益及抗灾能力的有效手段。因此，在一些容易发生火灾的现场，设计相应的监测系统具有十分重要的意义。

【关键词】PLC与组态软件 火场 监测系统

在进行生产过程中，安全生产环境是当前许多学者的研究焦点。容易发生火灾的生产企业，应该选择适合于火场监测系统来确保其生产环境的安全性，不仅提升了生产企业的经济效益，还能够对其火场进行相关的监测，增强了对火场的有效控制。

1 系统总体设计

在进行火场监测系统设计过程中，需要针对火场的人安全性以及可靠性进行分析与考虑。在进行上位机控制系统选择时，为了能够更好地与工业控制计算机进行联接，可以选用研华所研发的IPC-610H型号计算机。同时，可以为其配备SONY出产的KLV-52X200A液晶显示屏。在进行下位机控制系统配置时，主要考虑到对火场监测的需求，需要选择性能较高的PLC系统，建议采用三菱公司出来的Q系列PLC来进行系统搭建。这种类型的PLC系统，为用户提供了RS232C 以及RS485接口，可以非常轻松地就能够与工业控制计算机串口进行对接。在进行中上下位机通信标准选择时，可以在其系统中采用RS232通信标准，下位机PLC则可以选择RS485通信标准。

在整个系统设计中，上位机所起来的作用是能够与下位机的PLC形成通讯，并可以及时地对火场现场的相关数据、生产流程、提示报警等进行收集，并能够通过与PLC系统之间的形成的通讯来完成报表生成以及数据库建设。通过对下位机的访问，可以实现设定限值、计数初始化以及调整PLC指定寄存器的状态等方面的工作。

2 PLC设计

2.1 硬件组成

基于对火场监测的需要监测的点非常多，而且整个工作环境也相对较为复杂。因此，在进行在线监测系统设计时，需要考虑体积小、高性能以及处理能力强的硬件设备。可以选择三菱公司Q系列PLC。此系列的PLC系统拥有Q312B主基板、Q06HCPU模块、Q64P电源模块、QJ71C24通讯模块各三块。同时其系统来提供了Q64RD热电阻输入模块七块所组成。为了能够提供更强的信息处理性能，此PLC系统中还配备了两块高速计数模块，其型号为QD60P8- G。为了让PLC系统数字输入与输出性能更强，还配置了十八块数字量输入模块以及十块数字量输出模块。这些硬件设备为PLC系统提供了极强的处理能力，可以完成满足火场监测系统的需求。

2.2 PLC智能功能模块设置

對于此PLC系统的智能功能模块设置而言，包含了QJ71C24 串行通讯模块、Q64A/D 模拟量输入模块、Q64RD 热电阻输入模块和通道间绝缘脉冲输入模块 QD60P8- G。而且，所有的智能模块都拥有缓冲存储器，可以方便其系统的高速运行以及智能功能的处理。智能功能模块的程序涵盖了模块初始化、其数据通过智能模块中的缓冲存储器来进行处理，并能实现寄存器自动刷新功能。此外，一旦遇到故障可以通过智能功能模块来进行自调整，并完成上位机指令的执行等功能。整个PCL程序流程图如图1所示。

在进行初始化设置时，可以针对不同智能模块参数进行设置。在进行设置过程中，主要是针对其设备的周期采样设置、报警提示设置以及数据采样预处理设置等几个方面。通过脉冲输入模块可以合理化选择计数方式。在进行采编线性计数时，不同次数的火场监测可以通过上位机来进行信号采样，并对每一次的监测过程进行判断，然后对智能模块发出执行指令。当所采样的数据自动刷新后，在三菱公司Q系列PLC 中，通过智能模块所具拥有的软元件允许QCPU进行访问，并通过智能功能模块中的所设置的缓冲存储器，发出MOV指令。整个数据采样过程以及刷新过程，会从智能功能模块的软元件发送相关的信息到寄存器中进行寄存。这些数据能够为上位机所调用，并能够进行数据处理。

3 结合实际情况开发监测软件

对于火场监测的监测软件的开发，需要结合火场自身的监控点来进行设计。火场监测本身需要监控点数较多，并且需要在将火场中非常繁杂的画面体现出现。想要自己通过软件开发来满足需求，整个开发周期会较长。因此，结合火场监测的需要，建设采用组态软件King Vew6.52i平台来进行火场监测软件设计。根据火场现场监测点的分析，可以将所设计的组态部分划分为整体流程、火场巡检、信息统计、报表、数据查询、火警报警、故障诊断和系统管理等几个功能模块。从整个设计流程来看，可以满足整个火场的监测需求。让值班工作人员在控制室就可以非常直观的对整个火场情况的关键信息进行掌握。在进行画面反映时，主要是将几处容易起火点、泵、阀、管路、压力变送器、温度变送器、报警灯等多个方面的监测。此外，在进行画面切换时，可以更好地对整个火场中的每一个操作盘的各开关状态进行观察，同时能够通过画面中的按钮来完成对相关按键的集中控制。火场巡检模块， 通过对火场相关参数的查询，让巡查人员对每一个点进行详细信息登记，并能够通过自行生成报表的形式，方便后续的查询与打印。报警模块包括实时报警查询和历史报警记录查询两部分，可以实现模块能够实时提示报警信息和处理意见， 管理人员还可以根据实际情况随时更改报警限值。

4 结语

总而言之，基于PLC与组态软件的火场监测系统设计，可以通过友好的人机界面来完成对火扬的实时监测。并能够通过灵活调整来完成对火场的监控，提高了火场监测的自动化水平。

参考文献

[1]周美兰，李昀昭，李文娟等.基于触摸屏的PLC实验教学平台的研究与实现[J].中国电力教育，2013（36）.

[2]周建萍，王志萍，于会群.对提高“PLC实验课”课程教学质量的探讨[J].实验室研究与探索，2012（10）.

作者简介

盛彬（1986-），女，辽宁省丹东市人。硕士研究生。助教。研究方向为控制工程、电气工程。

作者单位

1.山西大同大学机电工程学院 山西省大同市 037009

2.山西大同大学建筑与测绘工程学院 山西省大同市 037009