姜宏亮

上海日山金屬制品有限公司

基于“互聯(lián)網(wǎng)”的PLC工業(yè)控制智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究

姜宏亮

上海日山金屬制品有限公司

構(gòu)建基于互聯(lián)網(wǎng)的智能監(jiān)控系統(tǒng)；研究基于現(xiàn)場(chǎng)總線的工業(yè)控制過程的通信、保護(hù)系統(tǒng)及基于PLC分布式控制遠(yuǎn)程監(jiān)控、控制系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)控制過程中的智能保護(hù)，工業(yè)控制智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究提供了一種新的設(shè)計(jì)思路。

PLC；互聯(lián)網(wǎng)；智能監(jiān)控；遠(yuǎn)程控制

引言

目前隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)逐步改變各行各業(yè)的發(fā)展模式,“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的技術(shù)發(fā)展，意味著智能控制時(shí)代到來，使得工業(yè)生產(chǎn)過程的智能智慧監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展得以實(shí)現(xiàn)。

“互聯(lián)網(wǎng)+”將云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)與現(xiàn)代制造業(yè)、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)等的融合創(chuàng)新，發(fā)展壯大新興業(yè)態(tài)，打造新的產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)，為產(chǎn)業(yè)智能化提供支撐，增強(qiáng)新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)力，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效升級(jí)。

1.智能監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

PLC工業(yè)控制監(jiān)控系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的監(jiān)控、管理、維護(hù)、故障的預(yù)警及預(yù)判，保障設(shè)備安全可靠地運(yùn)行。系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求能夠達(dá)到：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的關(guān)系安全的各項(xiàng)指標(biāo)；結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行故障的預(yù)判；控制相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行調(diào)整并進(jìn)行預(yù)警；通過互聯(lián)網(wǎng)將信息傳送給監(jiān)控終端，并將信息發(fā)送到手機(jī)智能終端進(jìn)行告警；工業(yè)控制的現(xiàn)場(chǎng)也具有觸摸屏（人機(jī)交互系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)設(shè)備實(shí)時(shí)管理。

系統(tǒng)體系框架大致分為四層：用戶層、服務(wù)層、通信層、數(shù)據(jù)層。用戶層為用戶的使用該模塊，可以包括設(shè)備維護(hù)人員、技術(shù)管理人員、部門主管等。可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控終端（計(jì)算機(jī)）或者智能終端（手機(jī)APP）進(jìn)行訪問系統(tǒng)，但要設(shè)置各部門的權(quán)限。服務(wù)層是提供設(shè)備的監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)連接信息服務(wù)。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)主要來源于數(shù)據(jù)層的狀態(tài)數(shù)據(jù)，互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)有管理、報(bào)警查詢、檢修和維護(hù)信息查詢以及故障的統(tǒng)計(jì)與預(yù)判服務(wù)等。通信層主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備與系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通信。

數(shù)據(jù)層用來存儲(chǔ)狀態(tài)數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)；狀態(tài)數(shù)據(jù)主要包括設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，該信息可以通過通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PLC之間的無線通信，對(duì)PLC工業(yè)控制系統(tǒng)中的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)接收、處理和存儲(chǔ)；信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所有信息、設(shè)備維修維護(hù)信息以及參數(shù)設(shè)置信息等，用于設(shè)備管理、警報(bào)、故障信息的查詢和統(tǒng)計(jì)計(jì)算等。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.基于“互聯(lián)網(wǎng)”的PLC工業(yè)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

基于互聯(lián)網(wǎng)PLC工業(yè)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與系統(tǒng)從站PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸及控制，從站與主站PLC通過ZigBee模塊進(jìn)行無線通信，主站PLC對(duì)從站控制及數(shù)據(jù)傳遞，PLC可以選用專用的控制器,再將數(shù)據(jù)通過嵌入式處理器進(jìn)行運(yùn)算和處理，并將數(shù)據(jù)傳送給用戶監(jiān)控終端，或者通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳送給無線終端，進(jìn)行信息的實(shí)時(shí)處理與控制。

圖1 智能監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 基于互聯(lián)網(wǎng)PLC工業(yè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.人機(jī)交互系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

PLC工業(yè)控制的現(xiàn)場(chǎng)配備有人機(jī)交互系統(tǒng)，目前較為廣泛采用觸摸屏，可以通過組態(tài)軟件進(jìn)行編程設(shè)計(jì)?？梢詫?shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理、設(shè)備參數(shù)設(shè)置、過程控制、故障診斷及報(bào)警、實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)查詢。

基于“互聯(lián)網(wǎng)”的PLC工業(yè)控制智能監(jiān)控系統(tǒng)是一種保護(hù)工業(yè)控制中人員與設(shè)備安全，保障控制過程安全可靠的系統(tǒng)，是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的手段，在未來必將成為主要應(yīng)用的控制技術(shù)?？刂葡到y(tǒng)中關(guān)鍵性技術(shù)為設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接入、數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確性以及遠(yuǎn)程控制的網(wǎng)絡(luò)安全等問題，僅靠當(dāng)前的數(shù)據(jù)傳輸模型層級(jí)化有局限性，統(tǒng)一遠(yuǎn)程控制平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將為未來發(fā)展方向。

[1]李錄等.基于物聯(lián)網(wǎng)的升降機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].儀表技術(shù)與傳感器，2016（10）：106-110.

[2]朱藝超.遠(yuǎn)程控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用[J].煤炭與化工，2015,38（4）：91-93.

姜宏亮（1980-），男，江蘇蘇州人，本科，工程師，研究領(lǐng)域：工業(yè)自動(dòng)化控制。