收稿日期：2013-06-19
作者简介：彭 强（1974—），男，湖北十堰人，硕士，研究方向：汽车装备自动化。
通讯联系人，E-mail：wuxiang991@sina.com
文章编号：1003-6199（2014）01-0058-03
摘 要：本论文是对东风裕隆公司涂装车间冰机远程监控系统的设计与实现。冰机远程监控系统是在冰机室继电器控制系统的基础上增设的远程监控系统，实现对冰机室远程监控和管理，并且实现由工作人员远程统一监控，统一管理，提高了工作效率，降低了工作故障率。论文描述了冰机监控系统的网络结构和硬件组成，设计并完成了PLC控制图纸及PLC控制程序，完成了上位机Fameview监控界面的设计，实现了以太网和现场总线的双层网络通信。
关键词：可编程序控制器；CC-Link；以太网；组态
中图分类号：TP277 文献标识码：A
Design and Implementation Remote Monitoring
System of Ice Machine Based on Fameview
PENG Qiang，XU Long-yan，LUO Min，LUO Chun-hui
（School of Electrical & Information Engineering，Hubei University of Automotive Technology， Shiyan，Hubei 442002， China）
Abstract：This topic is designed for coating workshop of ice machines of Dong feng yu long company， which is mainly about the implementation of remote monitoring system. Ice machine remote monitoring system is based on the relay control system by adding remote monitoring system， to realize the ice machine remote monitoring and management. It adopts unified management and unity remote monitoring by the staff to improve the working efficiency， reduces the working failure rate. Paper described the ice machine monitoring system network architecture and designed the drawings of the lower computer and program， completed a PC Fameview monitoring systems and network communications.
Key words：programmable logic controller；CC-Link；ethernet；supervisory control and data Acquisition
1 概 述
本课题是东风裕隆公司涂装车间冰机远程监控系统的设计与实现。冰机远程监控系统是涂装车间的温度控制系统，如何有效控制涂装车间的温度是保证安全生产的前提，而如何有效的提升控制系统的自动化和高效化是企业的重要目标。
冰机控制系统的原理就是根据涂装车间的温度来控制各冰机站的出力，因而控制涂装车间的温度在一个合理的范围之内，从而有效的节省电量资源，避免造成不必要的浪费。
2 系统分析
东风裕隆公司涂装车间冰机远程监控系统主要由三级组成：上位机；下位机；现场传感器、现场执行器等。上位机为第一级，即监控级。该级主要设操作员站，通过人机交互及友好的界面对整个冰机远程监控系统进行集中监控和在线管理。下位机即现场控制器构成第二级，其主要功能是接收安装于被控设备上的各种传感器传送的数据，按控制器内部预先设置的参数和预先编制的程序来进行相应的运算，并对各被控设备进行控制，且随时根据上位机发出的指令来调整参数或启动有关程序以改变或启动相应设备的监控。传感器和执行器为第三级，其安装于现场，负责采集数据和完成控制器发出的命令。冰机室远程监控系统结构如图1所示。
鉴于车间前期工程采用三菱公司PLC产品的良好运行状况，故采用Q02CPU型PLC用来控制整个冰机室。
3 系统设计
系统设计主要包括电气图设计、通信设计、现场程序设计和上位机组态设计四部分。电气图设计，包括电源电路设计、输入输出模块电路设计、主传动控制电气电路设计等。通信设计包括下位机与下位机之间的现场总线通信，上位机和下位机的以太网通信。程序设计含有监控程序、A/D转换程序、总线通信程序和以太网通信程序四部分。上位机组态设计主要是利用Fameview软件来开发相关的监控画面和数据历史记录画面[1，2]。
通信系统中，为了实现主控计算机和 PLC 之间的通信。其中，主控计算机作为服务器，固定IP，PLC作为客户端，在主控计算机开机的情况下连接服务器。通信系统结构，如图2所示。
3.1 CC-Link现场总线设计
CC-Link是一个以设备层为主的网络，同时也可以覆盖较高层次的控制层和较低层次的传感器层[3]。CC-Link的底层通信协议遵循RS485，提供循环传输和瞬时传输两种通信传输方式。在一般情况下，CC-Link主要采用广播-轮询（循环传输）的方式进行通信。通信的具体方法是：主站将刷新数据（RY/RWw）发送到所有的从站，从站1对主站的轮询作出响应（RX/RWr），同时向其它从站响应；然后主站轮询从站2，从站2给出响应，并将该响应告知其它从站，以此类推。
3.2 以太网设计
使用以太网模块的通讯步骤，以及为了与外部设备通讯，需要在开始数据通讯和开启处理之前对以太网进行的初始化处理。通过设定以太网模块进行数据通讯需要的最少参数，初始化处理使得与外部设备进行数据通讯成为可能。
3.3 组态界面的设计
上位机组态界面使用Fameview软件来完成。Fameview工业数据监控系统是北京杰控公司基于Windows NT、 Windows 2000平台开发的32位工业数据采集管理软件系统。在冰机监控系统中包含有两个冰机室，分别是1号冰机室和2号冰机室，还包含有温度实时监控，要完成这些监控主要需要完成主画面和运行数据界面的设计[4-6]。
3.3.1 主画面的组态和功能实现
主画面的监控包括1号冰机室监控画面和2号冰机室监控画面。在系统的监控中，除形象的描绘制冷站的实际连接外，将每台设备的启停设置在该设备的就近处，并使用不同的颜色区分设备的运行状态。当远程开关闭合，监控主画面的按钮即可控制冰机室设备的运行，并将运行状态传输到监控室，在监控主画面中实时显示。2号冰机室主画面分别如图3所示。
3.3.2 冰机运行数据的组态和功能实现
根据系统任务书的要求，当系统运行时，监控系统应及时给出冰机运行参数。我们在系统中采用图表的形式给出运行参数。监控管理人员点击冰机室监控主画面中的冰机室运行数据命令框，冰机室运行数据画面弹出，在屏幕显示冰机室运行数据。 在冰机室运行数据中会显示一分钟内冰机冷却水进出口水温、冷冻水进出口水温。监控管理人员可以通过运行参数及时了解冰机的运行状况。根据运行状况可以准确的操作冰机室设备的启停。2号冰机室冰机运行数据画面分别如图4所示。
4 结 论
通过现场实际运行，系统达到了设计要求，运行效果较好，运行稳定、可靠，灵活地实现了复杂的任务，具有较高的自动化水平。同时，该系统设计合理、安全可靠，减轻了工人的劳动强度，减少了设备运行的故障，提高了生产效率。
参考文献
[1] 王岭. 基于Fame View的散粮监控系统设计与实现[D]. 武汉：武汉理工大学，2008.
[2] 郭庆. 基于组态软件和PLC的冰淇淋机远程监控系统的研究[D]. 南京：东南大学，2009.
[3] 侯浪. 三菱Q PLC应用技术研究[D]. 武汉：武汉理工大学，2008.
[4] 杨晓军. 冰蓄冷空调控制系统的设计与应用[D]. 西安：西安理工大学，2007.
[5] 姜丽芳. 基于PLC的水电站闸门监控系统的研究[D] . 哈尔滨：东北农业大学，2008.
[6] 何竹青. 基于PLC的硬冰激凌机测控系统研究与实现[D]. 南京：东南大学，2009.
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