基于PLC的大型化工企业照明控制系统的设计探讨

摘　要：在大型化工企业照明中，企业照明控制存在的最主要问题。如果企业照明控制不好，那么将对员工的生产生活产生重要影响，从而影响企业效益，也会造成企业一定的安全事故。本文为此以大型化工企业监控系统为基础，提出一个适合基于PLC的化工企业的照明控制策略，使之能根据实际情况对企业的照明系统进行控制。

关键词：化工企业；照明控制；PLC
　　照明控制子系统可以说是企业监控系统的核心组成部分之一，合理且合适的设计一个照明控制系统，不仅仅可以保证企业内部灯组的自动控制，更可以有效的降低企业内部事故的发生率，为生产安全提供必要的保证。
1 基于PLC的大型化工企业照明控制系统的选择
1.1 PLC控制系统的选择
　　PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。基于PLC的大型化工企业照明控制系统的PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。本系统的PLC主要采用三菱公司FXZ系列的PLC，分布在现场。控制器的一段与设备连接，如灯控器、照度计等，一段通过RS232接口与上位控制计算机连接。
1.2 组态软件的选择
　　组态软件又称监控组态软件，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态的概念最早出现在工业计算机控制中。通过比较和综合衡量之后，根据企业监控的实际情况选定了相应的PLC控制器和组态软件。其中PLC选用三菱公司的FXZ系列，组态软件选用北京亚控公司的组态王6.52。
1.3 上位机系统配置
　　上位机采用DELL品牌机，其主要技术性能如下：硬件：Intel奔腾双核E2160，标准频率1800MHz，160GB硬盘，10GB内存，25寸液晶显示器。软件：上位控制计算机的操作系统为Microsoft windows XP Profession。服务器为Microsoft Windows2003Sever。上位机编程软件采用组态王6.52，数据采用SQLSever2000。
1.4 上下位机连接配置
　　上位机与PLC联网实现对工业现场的实时控制，一般是通过计算机的串行或专用网卡通信来完成的。通讯形式可以分为并行传输、串行传输两种通讯方式。串行通信较并行通信更加安全，而并行通讯较串行通讯有更大的吞吐率。本系统组态王通过MPI-ISA卡与FXZ系列的PLC连接；将MPI卡安装在计算机的ISA插槽中，用MPI电缆将MPI卡与FXZ系列的PLC的MPI口相连即可。
1.5 现场设备
　　在本系统中，现场设备主要有设置在厂房内部的6个控制柜来控制。左右厂房各三个分别控制厂房的灯组。设置在厂房入口处的照度计则直接接到主PLC上。除了本系统外，其他系统使用的设备还包括：风机、水泵等，并分别由相应的控制柜进行控制。
2 基于PLC的大型化工企业照明控制系统的设计与实现
2.1 照明控制系统的架构
　　  系统就功能上来划分可以分成以下四个大的功能模块：数据采集与数据备份功能、照明显示、照明控制和用户管理功能。系统结构图如图1。

图1：软件系统结构图
　　上述功能模块中，照明显示、照明控制两个模块是照明控制子系统的核心模块，而照明显示模块又通过照明控制模块相连接。
2.2 各个模块的功能
2.2.1 用户管理模块
　　用户管理模块是一个具有多个功能模块的系统。为了使各个模块更好更安全的运行，需要合理的设置各个级别的用户权限。组态王采用分优先级和分安全区的双重保护策略。组态王系统将优先级从小到大定为1到999，可以对用户、图形对象、热键命令语言和控件设置不同的优先级。
2.2.2 数据的采集与备份模块
　　本系统需要采集的数据包括企业内部各个灯组的状态、各个照明控制机柜的状态以及企业内外两个照度计的状态。由于照明控制系统是实时控制系统所以所采集的数据也要求实时并且准确。在组态王中，数据的采集采用PLC的X口输入，需要在组态王中设定相应的数据类型接受PLC的X口传上来的数据。数据采集之后，为了日后查询之用，需要将采集到的数据保存备份下来。
2.2.3 照明显示模块
　　照明显示模块是照明控制系统的基本模块，对于所有用户都是可见的。照明控制子系统通过照明控制界面实时地显示企业内部各种设备的状态和相关信息，使操作者直观地了解到企业内部的实时情况，为采取后续操作奠定了基础。
2.2.4 照明控制模块
　　照明控制模块的主要部分是照明控制界面，且照明控制界面是整个照明控制系统的核心模块，它关联着各个模块，实现照明控制系统的主要控制功能。照明控制界面可以供系统操作员和系统管理员使用，而系统观察员则不能使用照明控制界面。系统操作员和系统管理员可以根据各种设备采集到的数据和当前相应的要求，通过照明控制模块来控制企业内部的所有灯组。
　　总之，本文论述了照明控制系统的基本功能模块的设计，并详细的论述了如何利用组态王和数据库来实现照明控制子系统，具有一定的实现意义。
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