伍顯雯,韓有林

（昆鋼動(dòng)力能源分公司，云南安寧650302）

自動(dòng)化

基于ES360控制器的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控技術(shù)及優(yōu)化應(yīng)用

伍顯雯,韓有林

（昆鋼動(dòng)力能源分公司，云南安寧650302）

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為工業(yè)控制提供了安全有效的技術(shù)基礎(chǔ)，基于ES360控制器的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控技術(shù)就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用。該網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)無(wú)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(jīng)濟(jì)效益。

控制器;網(wǎng)絡(luò)技術(shù);應(yīng)用

1 引言

昆鋼動(dòng)力能源分公司燃?xì)廛?chē)間彩板空壓站配有4臺(tái)阿特拉斯GA250W空壓機(jī)及相應(yīng)的干燥機(jī)等附屬設(shè)備，站點(diǎn)設(shè)有值班人員9人，主要負(fù)責(zé)4臺(tái)阿特拉斯空壓機(jī)設(shè)備的運(yùn)行操作與維護(hù)操作。隨著企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化人員組合、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的需要，需對(duì)彩板空壓站進(jìn)行改造并應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

2 基本概況

彩板空壓站配有4臺(tái)阿特拉斯GA250W空壓機(jī)，每臺(tái)空壓機(jī)后配一臺(tái)吸付式干燥機(jī)（杭州日盛），空壓機(jī)采用集中供水方式。四臺(tái)空壓機(jī)出口壓縮空氣經(jīng)過(guò)干燥處理后，通過(guò)總管進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，最后送到彩板生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)?？諌簷C(jī)外圍設(shè)備工藝參數(shù)經(jīng)變送器等一次元件采集轉(zhuǎn)換后送入現(xiàn)場(chǎng)的GE VersaMAX E05 PLC進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)集中控制。由于企業(yè)機(jī)構(gòu)調(diào)整，人員優(yōu)化組合的需要，動(dòng)力能源分公司對(duì)彩板空壓站進(jìn)行了技術(shù)改造，將原彩板空壓站全部控制功能引入四空壓站，從而實(shí)現(xiàn)彩板空壓站的無(wú)人值守。

原基本控制系統(tǒng)如圖1。

圖1 原空壓機(jī)現(xiàn)場(chǎng)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(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)彩板空壓站空壓機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。通過(guò)在彩板空壓站安裝一臺(tái)阿特拉斯ES360控制器，通過(guò)CAN總線與4臺(tái)空壓機(jī)已配備的MKIV控制器進(jìn)行通訊，上傳空壓機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)整個(gè)空壓機(jī)及管路的優(yōu)化控制進(jìn)行管理。然后通過(guò)Combox通訊協(xié)議橋?qū)AN總線轉(zhuǎn)換為Modbus通訊協(xié)議再與上位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。彩板空壓站空壓機(jī)的外圍系統(tǒng)數(shù)據(jù)已經(jīng)進(jìn)入原有的GE VersaMAX E05 PLC系統(tǒng)，此系統(tǒng)支持以太網(wǎng)通訊。因此選擇的上位系統(tǒng)需支持Modbus通訊協(xié)議和GE E90通訊協(xié)議。

這里選用GE公司的上位監(jiān)控系統(tǒng)軟件iFIX就能實(shí)現(xiàn)整個(gè)上位系統(tǒng)的監(jiān)控。為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定，兩個(gè)空壓站之間采用光纖通訊，在彩板空壓站通過(guò)交換機(jī)可分出多路TCP/IP通訊接口，1路與PLC通訊，另一路通過(guò)串口服務(wù)器轉(zhuǎn)換為485通訊接口，通過(guò)Modbus協(xié)議與Combox進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空壓機(jī)的數(shù)據(jù)監(jiān)視及控制。

現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備配置如圖2。

圖2 遠(yuǎn)程監(jiān)控示意圖

4 硬件系統(tǒng)特點(diǎn)

該遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)的核心是ES360控制器，它是一種基于Windows CE操作系統(tǒng)的空壓機(jī)專用控制器，能夠?qū)崟r(shí)在線監(jiān)控空壓機(jī)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，具有智能化調(diào)節(jié)空壓機(jī)運(yùn)行工況的功能。該控制器采用中文觸摸屏，可根據(jù)工藝要求設(shè)定系統(tǒng)壓力和當(dāng)前空壓機(jī)運(yùn)行模式，例如節(jié)能優(yōu)化模式、順序控制模式、平均磨損模式、群組管理模式等，自動(dòng)控制各臺(tái)空壓機(jī)的啟動(dòng)、停止、加載、卸載等運(yùn)行狀態(tài)。能夠記錄機(jī)組排氣溫度、機(jī)組排氣壓力、噴油溫度、油分離器壓差、過(guò)濾器壓差、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間以及機(jī)組加載時(shí)間等。具有故障報(bào)警功能：可以對(duì)空壓機(jī)故障、電機(jī)過(guò)載、排氣溫度高等各種故障情況進(jìn)行報(bào)警并記錄。對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行本地控制和遠(yuǎn)程集中自動(dòng)控制切換。Combox通訊協(xié)議橋?qū)⒖諌簷C(jī)CAN網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)協(xié)議數(shù)據(jù)后上傳至客戶監(jiān)視系統(tǒng)，適用Modbus.Profibus工業(yè)協(xié)議的終端設(shè)備。

5 軟件系統(tǒng)特點(diǎn)

本方案采用的iFIX上位軟件是一套提供現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，過(guò)程可視化及過(guò)程監(jiān)控功能的工業(yè)自動(dòng)化軟件，它是GE Fanuc DynamicsTM工業(yè)自動(dòng)化軟件解決方案家族中的HMI/SCADA軟件組件，能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)程監(jiān)控，并在整個(gè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中傳遞信息。基于組件技術(shù)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(wú)縫地集成為一體，并實(shí)時(shí)、綜合地反映復(fù)雜的動(dòng)態(tài)生產(chǎn)過(guò)程。

6 控制功能的優(yōu)化設(shè)置

一般情況下，空壓機(jī)控制系統(tǒng)掉電或通訊故障不會(huì)影響到空壓機(jī)的運(yùn)行，當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)掉電或者通訊故障時(shí)，所有的空壓機(jī)將自動(dòng)轉(zhuǎn)入本地控制，并根據(jù)空壓機(jī)排氣壓力進(jìn)行加卸載控制，保證供氣的正常進(jìn)行。當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)正常時(shí)，空壓機(jī)自動(dòng)回到之前的默認(rèn)控制狀態(tài)。根據(jù)昆鋼彩板生產(chǎn)的實(shí)際需要，此次采用3種運(yùn)行控制模式。

（1）節(jié)能優(yōu)化模式

空壓機(jī)一般情況下不全部啟動(dòng)運(yùn)行，考慮到生產(chǎn)主線變負(fù)荷時(shí)對(duì)流量的要求，選擇加載、卸載和啟動(dòng)空壓機(jī)設(shè)置，就能實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行模式。

（2）強(qiáng)制順序運(yùn)行模式排氣壓力按照預(yù)先設(shè)定的強(qiáng)制順序調(diào)節(jié)，當(dāng)生產(chǎn)主線需要增加壓力時(shí)，設(shè)置順序中的第一臺(tái)空壓機(jī)按照需求進(jìn)行加載.當(dāng)需要減小壓力時(shí)，設(shè)置順序中的最后一臺(tái)空壓機(jī)將優(yōu)先卸載.。

（3）平均磨損控制模式

每臺(tái)空壓機(jī)的運(yùn)行時(shí)間設(shè)定將保持在一定的可調(diào)范圍內(nèi)。即調(diào)壓過(guò)程以運(yùn)行時(shí)間作為基準(zhǔn)。通過(guò)設(shè)置讓空壓站的每臺(tái)空壓機(jī)的運(yùn)行時(shí)間平均化，達(dá)到平均磨損。

7 結(jié)束語(yǔ)

昆鋼動(dòng)力能源分公司彩板空壓站的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由于采用了基于ES360控制器和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，最終達(dá)到了無(wú)人值守、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和機(jī)組降耗的目的，這是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用范例，為今后對(duì)不同的原有控制系統(tǒng)改造積累了成功的經(jīng)驗(yàn)。

[1]謝希仁編著.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第5版）[M].北京:電子工業(yè)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(xué)?？茖W(xué)歷，機(jī)械助理工程師，現(xiàn)從事機(jī)械技術(shù)工作。