改性瀝青設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、改性瀝青設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘 要：針對(duì)改性瀝青生產(chǎn)過程中生產(chǎn)工藝對(duì)改性瀝 青指標(biāo)的影響，分析了目前改性瀝青生產(chǎn)過程中的存在問題， 從客觀實(shí)際情況出發(fā)，設(shè)計(jì)一套高可靠性、高性能、分散控 制、具有集中監(jiān)視和管理功能的改性瀝青生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用一種基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的改性瀝青生產(chǎn)監(jiān)控 系統(tǒng)，采用組態(tài)王6.55作為上位機(jī)系統(tǒng)通過 PLC對(duì)改性瀝 青生產(chǎn)過程中的配比、溫度、發(fā)育時(shí)間進(jìn)行控制；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的溫度、 液位、流量、閥門、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等數(shù)據(jù)。 計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)可以提供良好的人機(jī)界面，進(jìn)行全系統(tǒng)的 監(jiān)控、計(jì)量、報(bào)警和管理，完成了從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和 控制、上位機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理和 We

2、b 瀏覽所有功能。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面友好、操作便捷，具 有自適應(yīng)功能，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障預(yù)警、遠(yuǎn)程診 斷、遠(yuǎn)程操作、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等設(shè)計(jì)目標(biāo)。關(guān)鍵詞：工業(yè)控制自動(dòng)化；溫度液位控制；可編程控制 器；組態(tài)軟件；互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引言：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、運(yùn)輸?shù)脑黾邮沟霉?的負(fù)擔(dān)越來越重，普通瀝青路面的耐磨性及抗水性及冬裂夏 熔的缺陷不滿足高速滿載的交通增長(zhǎng)的需求，而改性瀝青具有高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和出色的粘附性、耐疲勞性，因此SBS改性瀝青的生產(chǎn)備受業(yè)內(nèi)人士高度重視。然而，現(xiàn)在原先改性瀝青生產(chǎn)通過手動(dòng)開閥、手動(dòng)控泵、人工計(jì)量，存 在監(jiān)控不及時(shí)，人為誤差大，還有隨意性大，可靠性不高，

3、運(yùn)作速度慢、能源消耗高等問題，大大的影響改性瀝青性能 和指標(biāo)，進(jìn)而影響了公路的路用性能。為滿足公路建設(shè)市場(chǎng) 需求、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、 提高工作效率、 節(jié)約能源、 運(yùn)作安全， 改性瀝青生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)起到關(guān)鍵作用。因此，我中心結(jié) 合本身實(shí)際情況，進(jìn)行改性瀝青生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)改造。一、改性瀝青生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成 改性瀝青生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集控制和監(jiān)控管 理兩大部分組成，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意如圖1 所示。數(shù)據(jù)采集控制主要由現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備、儀器儀表、操作按 鈕、可編程控制器等組成，采集到的數(shù)據(jù)通過串行通訊傳到 上位機(jī)，由上位機(jī)進(jìn)行處理、儲(chǔ)存、報(bào)警。同時(shí)上位機(jī)接受 現(xiàn)場(chǎng)人員指令，根據(jù)生產(chǎn)工藝向可編

4、程控制器傳送操作命令， 由可編程控制器來控制泵的運(yùn)行和閥門的操作。監(jiān)控管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2 所示，管理者可以隨時(shí)隨地通 過 Internet 網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控?？蛻舳擞兄鴱?qiáng)大的自主功能， 在如圖二所示的模擬工作場(chǎng)景中，局域網(wǎng)內(nèi)部如廠長(zhǎng)辦公室 的電腦通過瀏覽器實(shí)時(shí)瀏覽畫面，監(jiān)控各種工業(yè)數(shù)據(jù)，而與 之相連的任何一臺(tái) PC機(jī)亦可實(shí)現(xiàn)相同的功能。 組態(tài)王的ForInternet 應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)信息的動(dòng)態(tài)性、實(shí)時(shí)性和交互 性。二、改性瀝青生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要功能（ 1）數(shù)據(jù)采集與控制為瀝青罐安裝壓力傳感器和測(cè)溫鉑電阻，能在控制中心 實(shí)時(shí)監(jiān)控到罐內(nèi)的儲(chǔ)存量和溫度，同時(shí)把現(xiàn)場(chǎng)溫度引入系統(tǒng)， 可按設(shè)定溫度加

5、熱，避免溫度超溫，造成能源浪費(fèi)或質(zhì)量事 故。（ 2）安全監(jiān)控通過靜態(tài)檢漏監(jiān)測(cè)、儲(chǔ)罐液位超限報(bào)警、儲(chǔ)罐溫度超溫 報(bào)警等檢測(cè)措施、為瀝青管道加裝測(cè)溫傳感器、壓力傳感器 和流量計(jì)，能在監(jiān)控室實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到管道狀態(tài)和流量控制，有 效防止漏油、竄油、冒油及其他突發(fā)性事故的發(fā)生。（ 3）泵機(jī)安全監(jiān)控實(shí)現(xiàn)瀝青泵狀態(tài)監(jiān)視、瀝青泵出入口壓力檢測(cè)、重要機(jī) 泵安全自保連鎖等功能。在瀝青泵控制系統(tǒng)加裝自動(dòng)控制裝 置，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到瀝青泵的運(yùn)行情況和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)狀態(tài) 的自動(dòng)控制。（ 4）閥門控制和安全連鎖實(shí)現(xiàn)重要閥門的遙控、閥位回訊檢測(cè)、閥門事故狀態(tài)檢 測(cè)。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)緊急情況下的各種安全連鎖。例如： 主路閥門有故障緊

6、急關(guān)閉時(shí)泵的旁路閥門則自動(dòng)開啟形成回路，防止電機(jī)和泵損壞。（ 5）信息的集中與管理 改性瀝青生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)控制中心對(duì)改性瀝青生產(chǎn) 運(yùn)作進(jìn)行全面監(jiān)控、操作、記錄，并把各種工況數(shù)據(jù)采集、 處理，傳送到上級(jí)管理網(wǎng)，使中心實(shí)施先進(jìn)的信息化管理。 實(shí)現(xiàn)有報(bào)警事件記錄；工作記錄：將操作人、操作時(shí)間、操 作內(nèi)容存盤記錄。操作記錄對(duì)于加強(qiáng)操作責(zé)任心、避免事故 發(fā)生、事故后的原因分析具有重要意義；工作管理：重要操 作設(shè)置口令，密碼符合才允許操作。（ 5）遠(yuǎn)程操作和監(jiān)控、診斷通過 Internet 網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備一切運(yùn)行情況，實(shí)施遠(yuǎn)程 操作，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行設(shè)備調(diào)試、管理設(shè)備信息；快速診 斷鎖定問題根源、遠(yuǎn)程修

7、復(fù)問題，需人工修復(fù)，可根據(jù)問題 診斷報(bào)告，由現(xiàn)場(chǎng)人員解決；三、控制系統(tǒng)的硬件組成 溫度通過鉑電阻檢測(cè)，由具有通訊功能的溫控儀顯示、 控制、報(bào)警，同時(shí)通過 RS485通訊傳到上位機(jī)。液位通過安裝在罐下部的壓力變送器檢測(cè)，由巡檢儀顯示、報(bào)警，同時(shí)通過 RS485通訊傳到上位機(jī)。閥位通過行程開關(guān)檢測(cè)，開關(guān)信號(hào)傳至可編程控制器， 再傳送至上位機(jī)。壓力報(bào)警通過電接點(diǎn)壓力表檢測(cè)，開關(guān)信號(hào)傳至PLC，再傳送至上位機(jī)流量由北京首科實(shí)華的質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量、顯示、控制、報(bào)警，同時(shí)通過 RS485通訊傳到上位機(jī)。PLC采用OMRON的CP1E型可編程控制器加 3個(gè)40點(diǎn)I/O 擴(kuò)展單元組成。上位機(jī)由研華IPC-6

8、10型工控機(jī)加宇泰的多串口卡組成。網(wǎng)絡(luò)由TL-SG2224P組成單位內(nèi)部局域網(wǎng)并兼轉(zhuǎn)發(fā)和Web 管理。四、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用了北京亞控的組態(tài)王 6.55 作為上位機(jī)的控制軟件開發(fā)平臺(tái)，它具有編程容易，圖形功能強(qiáng)，易于聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí) 性能好，運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)1 )權(quán)限管理功能： 該軟件登錄權(quán)限為操作員、工藝員、管理員，管理員具備軟件操作的所有權(quán)限，工藝員可對(duì)關(guān)鍵 的工藝參數(shù)設(shè)置，但無(wú)法進(jìn)行開關(guān)閥門、啟停泵等操作，而 操作員不能設(shè)置工藝參數(shù)，但能進(jìn)行開關(guān)閥門、啟停泵等操 作。2) 主界面設(shè)計(jì) 主界面以整個(gè)設(shè)備的工藝流程為背景，顯示改性瀝青設(shè) 備所有配置的設(shè)備，動(dòng)態(tài)顯示管道中瀝青的流動(dòng)狀態(tài)、閥門 開

9、啟狀態(tài)和泵、攪拌的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，在主畫面上根據(jù)登錄者的 權(quán)限可以發(fā)出閥門開啟指令和電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)指令。也可根據(jù)登錄者的權(quán)限切換至工藝參數(shù)設(shè)置畫面或數(shù)據(jù)查詢畫面3）數(shù)據(jù)采集與處理 實(shí)時(shí)刷新監(jiān)控畫面狀態(tài)及數(shù)據(jù)；根據(jù)報(bào)警信息，進(jìn)行故 障處理；記錄報(bào)警、設(shè)備狀態(tài)變化、用戶注冊(cè)登陸等運(yùn)行信 息；運(yùn)行趨勢(shì)分析；定時(shí)存入數(shù)據(jù)庫(kù)4）報(bào)表功能：系統(tǒng)可以對(duì)瀝青、改性劑、添加劑自動(dòng) 做出日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)，不同的時(shí)間段自動(dòng)進(jìn)行對(duì)比分析， 通過分析歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)未來做出數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)。用戶可以根 據(jù)需要選擇時(shí)間和類別， 然后按預(yù)覽 /打印按鈕， 打印有關(guān)報(bào) 表。打印包括定時(shí)打印和召喚打印，召喚打印包括實(shí)時(shí)打印 和歷史打印，事故、故障

10、時(shí)自動(dòng)打印。打印的表格有：操作 記錄統(tǒng)計(jì)表，包括設(shè)備開、停機(jī)時(shí)間和次數(shù)等；事故和故障 統(tǒng)計(jì)表；越限和超限報(bào)警報(bào)表；事件順序記錄報(bào)表。5）故障報(bào)警實(shí)行電機(jī)過載報(bào)警， 閥門動(dòng)作異常報(bào)警， 液位超限報(bào)警， 超溫報(bào)警等，報(bào)警方式包括：彈出文字信息、聲光提示等。6） WEB發(fā)布WEB 功能采用 B/S 結(jié)構(gòu)，用戶端可以隨時(shí)隨地通過 Internet/Intranet 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過 Internet 網(wǎng)您能夠在任 何地方獲得與上位機(jī)上一樣的畫面和數(shù)據(jù)顯示、報(bào)表顯示、 報(bào)警顯示、趨勢(shì)曲線顯示等，以及方便快捷的控制功能。五、結(jié)束語(yǔ)實(shí)踐表明：改性瀝青生產(chǎn)設(shè)備經(jīng)過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)改造后為改性瀝青的生產(chǎn)管理提供了極大的方便，同時(shí)提高了改性 瀝青產(chǎn)品的指標(biāo)和穩(wěn)定性，降低了生