現(xiàn)場(chǎng)總線在冷庫監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.3 系統(tǒng)主要功能

（1）實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)、氨泵、風(fēng)機(jī)、沖霜等制冷設(shè)備的全過程控制。
（2）實(shí)時(shí)顯示制冷系統(tǒng)的主要工藝參數(shù)（如溫度、壓力、風(fēng)機(jī)電流等）。
（3）動(dòng)態(tài)模擬顯示各設(shè)備運(yùn)行情況（如壓縮機(jī)的起停、低壓循環(huán)桶液位的高低等）。
（4）可手動(dòng)或自動(dòng)巡檢六個(gè)冷庫的溫度，并可以根據(jù)實(shí)際需要通過上位機(jī)鍵盤對(duì)溫度、壓力等進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和修改。
（5）溫度、壓力、電流等參數(shù)超限值的在線檢測(cè)和報(bào)警。
（6）各種生產(chǎn)管理報(bào)表的自動(dòng)生成、數(shù)據(jù)查詢和打印。

3、軟件設(shè)計(jì)

3.1 PLC程序設(shè)計(jì)

STEP7軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)編程，整個(gè)冷庫的控制程序由OB組織塊、FC功能塊和DB數(shù)據(jù)塊構(gòu)成。組織塊OB是系統(tǒng)操作程序與用戶應(yīng)用程序在各種條件下的接口界面，用于控制程序的運(yùn)行。不同的OB有不同的功能。本設(shè)計(jì)中組織塊有OB1、 OB82、 OB84、 OB86、 OB87、 OBl00、OBl22。OB1是用作主程序循環(huán)的，它用來設(shè)計(jì)主循環(huán)程序的結(jié)構(gòu)；OB82是診斷中斷程序，診斷接收來自有診斷能力的模塊（如：模擬輸入模塊）；OB84是CPU硬件故障中斷，OB86是機(jī)架錯(cuò)誤中斷，OB87通信錯(cuò)誤中斷；OBl00屬于啟動(dòng)組織塊，是暖啟動(dòng)用的；OBl22是訪問錯(cuò)誤組織塊，屬于故障處理組織塊。OB1是主程序，主要完成系統(tǒng)初始化、初始參數(shù)設(shè)定、調(diào)用子程序。FC是自定義子程序塊，包括壓縮機(jī)控制、冷風(fēng)機(jī)控制、低壓循環(huán)桶液位控制、沖霜控制、故障處理、數(shù)據(jù)采集與處理等功能塊。各功能子程序?qū)ο嚓P(guān)事件的聯(lián)系和處理靠主程序OBl調(diào)用，其程序結(jié)構(gòu)如圖3所示。

在程序編寫過程中，需要注意以下幾個(gè)問題的處理：

（1）溫度采集和處理 庫房的實(shí)際溫度值通過溫度傳感器的采集送人PLC的模擬量輸入模塊中，此時(shí)，經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換，該溫度值變成無量綱的數(shù)字量，要在上位機(jī)中把該數(shù)字量顯示成有量綱的實(shí)際溫度值，必須經(jīng)過程序計(jì)算和轉(zhuǎn)換，才能變成有量綱的值被顯示出來。同時(shí)，傳感器采集到的溫度信號(hào)在極短的時(shí)間內(nèi)可能會(huì)受到干擾信號(hào)的作用而出現(xiàn)誤差，從而會(huì)導(dǎo)致冷風(fēng)機(jī)和冷卻液閥的誤動(dòng)作。為了避免干擾，采用在10s時(shí)間內(nèi)采集六個(gè)實(shí)際溫度值，通過程序計(jì)算其平均值，然后用平均溫度值去控制風(fēng)機(jī)和冷卻閥的起停，從而有效地避免了干擾。

（2）數(shù)據(jù)塊DB的設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)塊DB用來存放用戶程序運(yùn)行所需的大量數(shù)據(jù)或變量，它也是實(shí)現(xiàn)各程序塊之間交換、傳遞和共享數(shù)據(jù)的重要途徑。在制冷監(jiān)控系統(tǒng)中，上位機(jī)和下位機(jī)的通信主要通過讀取和改變下位機(jī)的DB塊來實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)一共設(shè)計(jì)了九個(gè)DB塊，分別表示實(shí)際溫度數(shù)據(jù)塊、設(shè)定溫度數(shù)據(jù)塊、電流數(shù)據(jù)塊、液位數(shù)據(jù)塊、實(shí)際壓力數(shù)據(jù)塊、設(shè)定壓力數(shù)據(jù)塊、除霜數(shù)據(jù)塊、報(bào)警數(shù)據(jù)塊和各種閥門開啟數(shù)據(jù)塊。通過讀取下位機(jī)的DB塊，在上位機(jī)中顯示對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度值、冷風(fēng)機(jī)開閉狀態(tài)等；通過改變下位機(jī)相應(yīng)DB塊中的數(shù)據(jù)，如改變某一庫房的設(shè)定溫度，就可以改變DB塊中的值，從而控制壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等設(shè)備起停。

3.2 組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)

組態(tài)軟件采用北京亞控公司的組態(tài)王。該軟件通過S7—300采集制冷過程中的各種工藝參數(shù)，在上位機(jī)上實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)機(jī)的狀態(tài)（運(yùn)行、停止、故障）、低壓循環(huán)桶的液位、各種電磁閥的動(dòng)作變化過程，使操作人員很直觀地了解系統(tǒng)的工作狀況。還可以利用數(shù)據(jù)、圖表、棒圖和趨勢(shì)圖等方式顯示溫度、壓力、電流、給定調(diào)節(jié)量和故障狀態(tài)等動(dòng)態(tài)參數(shù)。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的要求，共組態(tài)出八類30個(gè)畫面，包括冷庫及制冷站內(nèi)各機(jī)組工作狀態(tài)模擬畫面、整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元的工作情況畫面、查詢、監(jiān)控及手動(dòng)操作等工作權(quán)限畫面、當(dāng)前值記錄和歷史記錄及參數(shù)值的保存和打印畫面、歷史曲線畫面、報(bào)警窗口畫面和報(bào)表管理畫面等。操作工人能方便地利用鼠標(biāo)或鍵盤，根據(jù)菜單和對(duì)話框上的提示，完成各個(gè)界面的切換。

4、結(jié)束語

在對(duì)冷庫進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中，利用PLC通過Profibus—DP現(xiàn)場(chǎng)總線，構(gòu)建高性能的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷庫生產(chǎn)過程的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控，減少了大量布線，提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性。由于現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的智能化、數(shù)字化，與模擬信號(hào)相比，它從根本上提高了測(cè)量與控制的準(zhǔn)確度，減少了傳送誤差。同時(shí)，由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，設(shè)備與連線減少，現(xiàn)場(chǎng)儀表內(nèi)部功能加強(qiáng)，減少了信號(hào)的往返傳輸，提高了系統(tǒng)的工作可靠性。此外，由于它的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化和功能模塊化，因而還具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于重構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。