黃偉

（上海清泰液化天然氣有限公司，上海 201206）

基于燃氣領域的PLC監(jiān)控系統(tǒng)設計

黃偉

（上海清泰液化天然氣有限公司，上海 201206）

本文以某大型食堂的燃氣泄漏監(jiān)控系統(tǒng)為例，對基于燃氣領域的PLC監(jiān)控系統(tǒng)的設計問題進行了分析，在綜合闡述了有關(guān)系統(tǒng)構(gòu)成情況的基礎上，從硬件設計與軟件設計兩個角度出發(fā)，對基于燃氣領域的PLC控制系統(tǒng)的設計問題進行了詳細的研究，并強調(diào)了一系列注意事項。

燃氣領域；PLC；監(jiān)控系統(tǒng)；設計

燃氣具有一定的危險性，一旦泄漏很容易對周圍環(huán)境以及人群造成影響。為避免上述問題的出現(xiàn)，將PLC監(jiān)控系統(tǒng)應用到燃氣泄漏控制過程中，能夠使食堂燃氣的濃度得到及時的監(jiān)控，并通過PLC在顯示器中顯示，能夠有效地避免爆炸的發(fā)生。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

PLC監(jiān)控系統(tǒng)（Programmable Logic Controller），從本質(zhì)上看，屬于一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，每一道工序都必須得到嚴格的控制，這樣才能達到提高生產(chǎn)水平的目的，為使上述目的得以實現(xiàn)，PLC系統(tǒng)正式設計完成，將其利用到工業(yè)領域當中，為工業(yè)生產(chǎn)控制水平的提高帶來了極大的價值，就目前的情況看，通過對技術(shù)的不斷改良，基于這一系統(tǒng)的監(jiān)控水平也得到了優(yōu)化。

PLC監(jiān)控系統(tǒng)的設計應根據(jù)食堂面積的大小而有所不同?？偟膩碚f，規(guī)模較大的食堂，其對于燃氣的使用量也相對較高，為了保證燃氣的整體情況能夠被有效監(jiān)控，必須擴大監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍。

本文中的食堂規(guī)模較大，其PLC監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成情況如下所示。

第一，為了保證食堂中的可燃氣體能夠被有效檢測出來，進行最大程度避免爆炸等事故的發(fā)生，必須加強對可燃氣體的探測、對此，根據(jù)食堂規(guī)模，共設置了5個可燃氣體探測器。第二，為了在泄露問題發(fā)生時，有關(guān)人員能夠及時感知，必須保證系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動報警，對此，食堂設計了1個聲光報警器。第三，PLC監(jiān)控系統(tǒng)功能的實現(xiàn)要求必須具有相應控制箱才能完成，因此，在食堂中設計控制箱也十分重要。除此之外，還應設計相應的軸流風機等設備。

2 基于燃氣領域的PLC監(jiān)控系統(tǒng)的設計

基于燃氣領域PLC監(jiān)控系統(tǒng)的設計需要從軟件與硬件兩個角度出發(fā)來實現(xiàn)，具體體現(xiàn)在以下方面。

2.1 基于燃氣領域的PLC監(jiān)控系統(tǒng)硬件設計

系統(tǒng)硬件構(gòu)成圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成圖

從系統(tǒng)硬件構(gòu)成圖可以看出，硬件中主要包括文本顯示屏、CPU、EM231、探測器、聲光報警器、軸流動機以及電磁閥等多部分內(nèi)容。

基于燃氣領域的PLC監(jiān)控系統(tǒng)硬件的設計需要從I/O點的設置出發(fā)來實現(xiàn)，其中主要包括以可燃氣體探測器信號8路等為主的種種信號。為了提高系統(tǒng)的運行效率以及整體可燃氣體探測效果，選擇了可靠性較高的探測器設備。

除此之外，為使探測器的探測效果得以實現(xiàn)，必須將傳感器應用其中。食堂采用了較為新型的傳感器設備，相對于傳統(tǒng)傳感器而言，其精確度相對較高。食堂環(huán)境與其他領域環(huán)境不同，空氣較差，且油煙較多，采用新型的傳感器，能夠有效的避免食堂環(huán)境對于傳感器性能的影響，對于其使用效果的保證具有重要價值。

在探測器探挖成其探測功能之后，其會根據(jù)可燃氣體的具體濃度形成濃度信號，只有將信號以文本的形式顯示出來，才能使有關(guān)人員通過對信號數(shù)值的參考，來判斷是否存在較為嚴重的燃氣泄漏問題。文本形式的體現(xiàn)需要通過CPU對信號的處理才能完成，在CPU處理之后，信號濃度信號能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)換，最終形成文本。

為了使燃氣的泄漏能夠被及時的發(fā)現(xiàn)，采取自動報警手段十分重要， 而自動報警的實現(xiàn)則需要通過PLC比較泄漏濃度與報警濃度相對比來完成。系統(tǒng)中首先需要設置報警濃度，若發(fā)生了燃氣泄漏問題，其濃度超過了報警濃度的最大值，聲光報警便能夠自動實現(xiàn)，此時，系統(tǒng)會自動啟動防爆軸流風機進行送風。

2.2 基于燃氣領域的PLC監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計

基于燃氣領域的PLC監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能在于實現(xiàn)對信號的采集、對數(shù)據(jù)的處理以及對相應指令的傳送等多方面內(nèi)容。為了使上述過程能夠有效完成，軟件系統(tǒng)的編寫可以以模塊化方式為主來實現(xiàn)，具體而言，系統(tǒng)的程序流程如下。

首先，需要啟動系統(tǒng)。繼而完成系統(tǒng)自檢，在此基礎上，實現(xiàn)初始化泄漏濃度報警值，并采集探測器信號。通過將探測器信號與系統(tǒng)報警值的對比，如發(fā)現(xiàn)其已經(jīng)達到了報警濃度，系統(tǒng)則能夠自動啟動風機，并開啟聲光報警，與此同時，觸發(fā)電磁閥，以實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的保護。在上述處理完成之后，系統(tǒng)會處理后的濃度反饋給屏幕，同時將報警信息反饋給屏幕，以使報警過程能夠被有效記錄，最終完成一輪監(jiān)控。除此之外，如通過對信號采集器所采集到的信號與報警濃度值相對比， 發(fā)現(xiàn)前者沒有達到后者的標準，此時則可以關(guān)閉風機，以及聲光報警器。

在上述過程中，每一設備接受電流信號的范圍都各不相同，為了使監(jiān)控效果達到更好，必須在系統(tǒng)中設置換算程序。系統(tǒng)中的換算程序如下：

LD SM0.0

MOVR 預設濃度報警值:VDO,VD104

AENO

*R 256.0,VD108 AENO

+R 6400.0,VD108

AENO

TRUNC.VD108，VD112

AENO

DTI VE112，Set-Gas-Low-VW100

通過對上述換算程序的運用，這個換算過程能夠順利的實現(xiàn)，而以此為基礎的，對燃氣泄漏等現(xiàn)象的監(jiān)控數(shù)據(jù)以及信息也就能夠被更好的感知，這對于報警效率的提高以及燃氣泄漏問題處理效果的改善十分重要。因此，在真正的對系統(tǒng)進行設計的過程中，一定要注重相關(guān)問題。

3 注意事項

為提高系統(tǒng)整體設計水平，需要注意以下方面的問題。

首先，硬件是組成系統(tǒng)的主要部分，系統(tǒng)功能的發(fā)揮需要硬件設備作為支持，在長期的使用過程中，受種種因素影響，系統(tǒng)硬件出現(xiàn)故障的幾率便會增加。為了降低系統(tǒng)故障對監(jiān)控效果的影響，必須在固定的時間內(nèi)針對硬件展開維護工作，這樣才能達到提高硬件性能、延長其使用壽命的目的，這一點非常重要，因此必須得到重視。以探測器為例，作為系統(tǒng)中的主要硬件，探測器的功能主要在于實現(xiàn)對泄露問題的探測，因此一旦出現(xiàn)了故障，探測的準確性會受到直接影響，這對于安全性的保證十分不利。其次，保證系統(tǒng)設計的合理性十分重要。PLC監(jiān)控系統(tǒng)的設計以及系統(tǒng)功能的實現(xiàn)主要以計算機技術(shù)為基礎，是否能夠有效利用計算機技術(shù)是決定系統(tǒng)功能的前提，對此，必須從程序的編寫的角度出發(fā)，提高系統(tǒng)軟件設計的可靠性，這樣才能使其功能得以正常發(fā)揮，以為監(jiān)控系統(tǒng)整體監(jiān)控效率的提高帶來幫助，除此之外，針對燃氣方面的變化情況，還要及時的對系統(tǒng)進行升級，以提高兩者的匹配程度。再次，加強硬件與軟件功能的集成，使兩者的功能能夠得到最大程度的發(fā)揮，這一點必須得到重視，只有兩個系統(tǒng)的功能均能夠正常發(fā)揮，PLC監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控效果才能達到更好，同時燃氣泄漏的問題也才能夠得到最大程度的避免。最后，提供工作人員的整體是必須注意的問題，工作人員素質(zhì)的提高是保證硬件以及軟件功能正常發(fā)揮的基礎，在兩者出現(xiàn)問題時，素質(zhì)較強的工作人員能夠及時的將問題解除。除此之外，提高對顯示屏功能的重視也很有必要，要保證顯示屏中所顯示的可燃氣體值能夠與實際值相符合，進而最大程度的反應實際情況。

4 結(jié)語

燃氣領域具有一定的危險性，主要體現(xiàn)在燃氣的泄漏會導致爆炸，為避免上述危險的發(fā)生，應用PLC監(jiān)控系統(tǒng)很有必要，對此，要從硬件與軟件設計兩個角度出發(fā)實現(xiàn)系統(tǒng)的設計過程，為保證控制效果，在設計完成正式投入使用時，還要及時的對其性能進行檢測，這樣才能最大程度的提高燃氣領域的安全性。

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1671-0711（2016）12（下）-0085-02