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談?wù)撍礋岜糜嬎銠C監(jiān)控程序論文
1、引言
熱泵技術(shù)，是從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱，經(jīng)過電力做功，輸出可用的高品位熱能的設(shè)備，可以把消耗的高品位電能轉(zhuǎn)換為3倍甚至3倍以上的熱能，是當(dāng)今最為高效、最清潔、最經(jīng)濟的供能技術(shù)。在資源日益匱乏的今天，作為人類利用低溫?zé)崮艿淖钕冗M方式，熱泵技術(shù)獲得了全世界的廣泛關(guān)注和重視。水源熱泵作為一種高效、節(jié)能、環(huán)保、有利于可持續(xù)發(fā)展的先進技術(shù)，已經(jīng)在越來越多的地方得到應(yīng)用。在國內(nèi)，很多辦公樓，宿舍的供暖和制冷已經(jīng)在使用熱泵技術(shù)，節(jié)約了大量的燃煤，保護了環(huán)境。然而，目前的情況是在熱泵系統(tǒng)供冷和采暖中，由于不合理的運行控制方式，使得相當(dāng)一部分能量白白浪費掉的，不能達(dá)到節(jié)能的目的。如果能找到一種節(jié)能控制方式，就可以使得在滿足負(fù)荷要求的前提下，盡可能提高系統(tǒng)運行效率，節(jié)約能源，充分挖掘熱泵系統(tǒng)節(jié)能潛力。
2、計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計
2.1設(shè)計原則
計算機監(jiān)控系統(tǒng)在充分考慮熱泵系統(tǒng)工藝特性的基礎(chǔ)上，按照具有先進技術(shù)水平的現(xiàn)代化監(jiān)控方案進行設(shè)計。既要考慮操作、管理水平的先進性，同時也考慮到高新技術(shù)應(yīng)用的合理性、經(jīng)濟性，在保證生產(chǎn)管理要求的前提下，盡可能節(jié)約投資，獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，并能保證酒店熱泵系統(tǒng)長期穩(wěn)定高效地運行，基本要符合以下原則：(1)集中管理、分散控制、數(shù)據(jù)共享；(2)具有高度的開放性、可靠性、穩(wěn)定性和安全性；(3)具有較強的兼容性、擴充性、可擴展性；(4)易于操作使用、可修改；(5)所有標(biāo)志性、提示性、警告性、顯示性的部分采用中文簡體。
2.2功能描述
根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)模和熱泵機組工藝的特點，依據(jù)集中監(jiān)測為主，分散控制為輔的基本原則，計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用PLC（可編程控制器）為基礎(chǔ)的監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在中央控制室利用PC（工業(yè)級PC）機對熱泵機房各工況進行實時監(jiān)控，并有信號報警和聯(lián)鎖等設(shè)施以保證熱泵系統(tǒng)正常運行。生產(chǎn)的過程自動控制采用獨立控制，即設(shè)備控制層PLC各個子站與上位監(jiān)控計算機相互獨立，可以不依靠上位機獨立運行，保證了生產(chǎn)過程的獨立性和安全性。本文設(shè)計的水源熱泵計算機監(jiān)控系統(tǒng)滿足以下功能：(1)根據(jù)工藝流程及設(shè)備運行要求配置傳感、檢測裝置，建立監(jiān)控系統(tǒng)；(2)采用分散控制，集中管理的方式，建立熱泵機組自動控制系統(tǒng)，管理整個熱泵機組系統(tǒng)的運行；(3)控制系統(tǒng)采用具有Profibu-dp網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并可以與管理系統(tǒng)以及與上級系統(tǒng)和周邊系統(tǒng)鏈接；(4)主要設(shè)備的控制采用現(xiàn)場控制、監(jiān)控機房控制、WEB網(wǎng)絡(luò)控制的三層控制模式，上位機界面用組態(tài)軟件的方式。
3、上位機界面設(shè)計
水源熱泵計算機監(jiān)控系統(tǒng)中，要求監(jiān)控軟件須同時完成數(shù)據(jù)通信、畫面顯示、數(shù)據(jù)存儲和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布等多個功能，因而所用軟件必須支持多任務(wù)調(diào)度處理，以適應(yīng)相對復(fù)雜的程序流程。另外，計算機監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)保證監(jiān)控界面的生動、直觀，監(jiān)控軟件必須具備強大的圖元庫和圖形處理能力。為了可同時實現(xiàn)以上功能，最適宜選取的當(dāng)屬廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)監(jiān)控領(lǐng)域的組態(tài)軟件(ConfigurationSoftware)。不同的監(jiān)控組態(tài)軟件在不同的工業(yè)領(lǐng)域和不同的應(yīng)用方面具有各自的技術(shù)特點與優(yōu)勢，考慮到水源熱泵計算機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的特點、軟件的性價比和與水源熱泵監(jiān)控系統(tǒng)合并等因素，北京三維力控科技有限公司的力控6.0監(jiān)控組態(tài)軟件可完全勝任編寫遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機軟件。
3.1建立I/O設(shè)備
在組態(tài)軟件中定義I/O設(shè)備驅(qū)動程序時要選擇與設(shè)備對應(yīng)的驅(qū)動程序，在某一驅(qū)動程序下創(chuàng)建的I/O設(shè)備都對應(yīng)該驅(qū)動程序。在系統(tǒng)運行時，系統(tǒng)會自動啟動這個驅(qū)動程序。首先配置與PLC通訊的I/O驅(qū)動程序。力控中有專門為和利時PLC系列開發(fā)的基于MODBUS協(xié)議的驅(qū)動，對PLC通訊的各個參數(shù)進行設(shè)置。在開發(fā)系統(tǒng)Draw中，雙擊開發(fā)系統(tǒng)畫面中工程項目下的I/O設(shè)備組態(tài)，在IoManager中選擇HOLLYSYS(和利時)下的MODBUS協(xié)議，雙擊打開的畫面如圖所示，在設(shè)備名稱、更新周期、超時時間項目上添加設(shè)備名稱PLC設(shè)備等設(shè)置，周期和超時時間一般取默認(rèn)設(shè)置即可，通訊方式選擇串口。其余選擇默認(rèn)或者根據(jù)實際情況調(diào)整。
3.2建立實時數(shù)據(jù)庫
本地實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為遠(yuǎn)程監(jiān)控程序的核心，其將水源熱泵計算機監(jiān)控系統(tǒng)需要的監(jiān)控數(shù)據(jù)逐一定義為數(shù)據(jù)庫點參數(shù)，組態(tài)界面和I/O驅(qū)動程序通過數(shù)據(jù)庫點參數(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。根據(jù)項目規(guī)劃所作好的I/O參數(shù)表，建立數(shù)據(jù)庫，并在數(shù)據(jù)庫中建立變量與I/O點的一一對應(yīng)關(guān)系，即數(shù)據(jù)連接。熱泵系統(tǒng)中得PLC的狀態(tài)量以及液位、溫度等各種狀態(tài)量被分別定義在不同的區(qū)域的不同組。力控6.0的數(shù)據(jù)庫中共劃分了32個區(qū)域，下面筆者用區(qū)域0和區(qū)域1定義熱泵機組PLC的數(shù)字量，模擬量，用區(qū)域2定義系統(tǒng)中水箱液位、溫度等各個模擬量，以及屏蔽泵、軟化水器等設(shè)備的數(shù)字量。完成的數(shù)據(jù)庫如圖所示：所定義的數(shù)字量和模擬量I/O點的基本參數(shù)、報警參數(shù)、數(shù)據(jù)連接和歷史參數(shù)等按照監(jiān)控要求進行設(shè)置。實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)按照點參數(shù)的設(shè)置完成不同監(jiān)控數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理、量程變換、變化記錄、故障報警、歷史數(shù)據(jù)存儲等功能。
3.3建立動畫連接
在上位機組態(tài)軟件中，由圖形對象搭制的圖形畫面是靜止不動的，視覺效果較為呆滯，可以對所監(jiān)控的對象進行動畫設(shè)計，以便可以真實的表現(xiàn)監(jiān)控對象的狀態(tài)變化，達(dá)到過程實時監(jiān)控的目的。力控組態(tài)軟件實現(xiàn)圖形動畫設(shè)計的主要方法是將窗口中的圖形對象與實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置匹配動畫屬性。在系統(tǒng)運行中，由數(shù)據(jù)對象實時采集驅(qū)動監(jiān)控對象的外觀和狀態(tài)特征，實現(xiàn)動畫效果。水源熱泵計算機監(jiān)控系統(tǒng)需要制作包括指示燈顏色變化、開關(guān)閉合、報警燈閃爍等在內(nèi)的動畫效果。以軟化水箱液位的高低為例說明動畫的組態(tài)設(shè)計：在開發(fā)系統(tǒng)中雙擊軟化水箱圖形，彈出“動畫連接”窗口，如圖所示。圖3動畫連接界面在“表達(dá)式”中選擇變量“軟化水箱液位”和“參數(shù)PV”，依據(jù)工程情況選擇罐體顏色和填充顏色，然后填寫填充設(shè)置參數(shù)，完成動畫連接。
3.4建立原理圖界面
水源熱泵系統(tǒng)原理圖界面是根據(jù)水源熱泵系統(tǒng)的工藝流程及工作原理編制，它包括了系統(tǒng)中的熱泵機組、屏蔽泵、軟化水箱、軟化水器等所有的設(shè)備。原理圖界面實時的反應(yīng)了熱泵系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實時顯示各個設(shè)備的主要運行參數(shù)，一目了然。原理圖3-4如圖所示：
4、結(jié)語
通過對熱泵技術(shù)的分析，從水源熱泵計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計原則、設(shè)計功能方面，詳細(xì)說明了上位機組態(tài)設(shè)計的過程，希望對水源熱泵計算機監(jiān)控系統(tǒng)的研究有所裨益。
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