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現場總線在冷庫監控系統中的應用

詳情

目前,我國大型冷庫的制冷監控系統主要采用人工或集中式控制系統,控制器與現場設備之間靠大量的I/O電纜連接,不僅增加成本,也增加了系統的不可靠性。控制系統傳送4~20mA模擬量信號,并以此監控現場設備,這樣,由于控制器獲取信息量有限,現場級設備的在線故障診斷、報警、記錄功能較弱;另一方面也很難完成現場設備的動態監控、遠程參數設定、修改等功能,造成制冷控制系統的信息集成能力不強和可維護性較差,影響冷庫的生產效率,并給生產管理帶來諸多不便。
    隨著計算機網絡技術在工控領域的應用和發展,建立基于Profibus—DP現場總線的冷庫制冷監控系統成為解決這一問題的有效途徑。Profibus現場總線是一種全數字化的、串行、雙向傳輸、多分支結構的通信網絡,用于工廠/車間儀表和控制設備的局域網。由于它采用純數字技術,在單根電纜上連接多個儀表和設備,所傳遞的信息量大(不僅有控制數據,也有組態、狀態和診斷等數據),加之其具有更強的抗干擾性能,更低的安裝、運行和維護成本,因此其在冷庫制冷監控系統中的應用,將大大減少布線工作量與電纜投資,避免信號干擾,使系統更可靠,操作更簡便,監控更直觀。
    2、系統組成及主要功能
    該萬噸冷庫制冷系統有一臺獨立的開啟式螺桿壓縮機,分別給六個庫房供冷,庫房用循環風機吹送冷風,其中,1號—5號庫是冷凍庫,有60個—18℃測溫點,6號庫是冷藏庫,有12個0~4℃測溫點;控制風機12組共計60臺風機。控制系統要求自動控制沖霜過程,壓縮機、氨泵、水泵、冷風機等設備的開、停及壓縮機的能量增減。在中央控制室監控冷庫各制冷設備的運行狀況、顯示庫房溫度、回氣總管壓力、冷凝總管壓力、低壓循環桶的液位、各臺壓縮機的運行參數及曲線。庫房的溫度、總管壓力可以根據實際需要,在中控室進行設定。

   2.1 系統組成
    根據以上制冷工藝的要求,該監控系統由Profibus—DP總線構成單主從工作方式,如圖1所示。主站選用 Siemens 的 S7—300 PLC(CPU315—2DP),站地址設為2,實現總線通信控制與管理,完成周期性數據訪問。從站為三臺S7——200 PLC (CPU226) 和一塊遠程I/O(ET200M),站地址分別設定為3、4、5、6。主站與S7—200PLC從站之間的Profibus—DP通信是通過EM277通信模塊將CPU226作為DP從站實現的。上位機選用研華工控機,內置專用的通信網卡CP5611,通過MPI口與PLC相連。工控機作為人機操作站,裝有西門子的編程軟件STEP7 V5.1和組態王監控軟件。利用STEP7 V5.1編程軟件首先對系統進行相應網絡配置,如通信端口的設置,站地址和數據傳輸速率的設定等;然后通過MPI端口對主站S7—300進行硬件組態,由電源模塊PS307、CPU315—2DP、模擬量輸出模塊SM332、數字量輸入模塊SM321和數字量輸出模塊SM322組成。上位機選用組態王進行各種畫面的組態,實現數據瀏覽、參數設定、手/自動操作、故障報警、歷史數據記錄等操作,監控制冷控制系統的有關參量,并具有完備的報表管理功能。

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