河南中光学神汽专用车关于防化洗消车智控系统设计

2018-06-01 神汽专用车

摘要:防化洗消车智控系统不但可实时监测防化洗消车工作状态、显示实时参数,并可根据监测数据给出操作提示,为作业人员提供数据参考、操作提示及功能操作。此系统在很大程度上提升了装备智能化水平,降低作业人员二次污染几率。

关键词:智控系统,监测,智能化


1 前言

    防化洗消车主要应用于应急状态下,防化作业人员解除防护用具后的全身喷淋清洗和卫生处理作业。传统淋浴控制系统采用继电器、断路器实现对系统用电设备单一控制,控制单元组成复杂,操作繁琐;系统运行参数无法直观显示,需要专业人员操作和维护,增加了对作业人员的保护难度,容易引起洗消废料对作业人员二次污染。本文中针对新型防化洗消车设计开发的智控系统,使用可编程逻辑控制器(PLC) 作为主处理器,触摸屏作为操作和参数显示单位,增加了压力、流量、液位、温度等参数变送器,可有效解决操作繁琐、参数无法直观显示等缺点,提升装备智能化水平。


2 主要功能

    本文中设计的智能控制系统具有如下优势:首先,该智能控制系统具有优于—般控制系统的良好操作能力,可以实现对包括燃烧器、各类水阀、水泵的整车洗消系统的运行控制;其次,该智能控制系统具有洗消系统运行参数的进行监测,各种传感器安装于系统管路中,可靠性高,能够实现对温度、压力、流抵等运行参数进行实时监控和显示的功能;最后,该控制系统的智能元素具有良好的人机接口,各界面参数分页显示,清晰醒目,切换方便,能够提供提示和说明,以及故障信息查询显示功能,方便为操作人员对设备的操作和故障排除。


3 系统构成介绍

    防化洗消车智控系统由模拟量采样及信号输人单元、主处理器、显示单元、控制单元等模块单元构成。各单元模块介绍如下:


3.1 模拟量采样及信号输入单元

    系统采用K型热电偶作为温度传感器采样锅炉水温和洗消水温;涡轮流盘变送器采样系统淋浴流量和脉冲洗消流量;压力变送器采样淋浴系统压力和脉冲洗消压力;液位变送器采样进水水箱和脉冲水箱液位。变送器信号输出形式均采用4-20mA标准信号,每个变送器占用一路模拟量输入点,通过模拟量输入模块向主处理器提供系统参数数据,其中温度信号使用EM231RTD4路热电偶专用扩展模块。数字量输入信号包括操作信号、燃烧器故障信号、排气监测信号等,直接由主处理器数字量输入点接收处理。


3.2 主处理器

    系统采用S7-200系列中CPU226作为主处理器,在输出/输入、程序存储、数据存储、扫描时间等各个方面都能满足系统的要求。其RS485接口支持工作模式PPI主站或从站/MPI从站/自由口(自由组态的ASCII协议),编程、调试简单方便。主处理器作为系统的核心控制电源,接收到输人信号后,由梯形图程序完成分析、计算等。


3.3 显示单元

    选用西门子触摸屏Smart1000 10.2寸宽屏作为显示单元。其前面板尺寸为:288mmx222mm。既满足显示内容要求又能保证页面清晰醒目。


3.4 控制单元

    控制单元使用适用于大功率负载的继电器,最大负载可达16A, 远远满足防化洗消车洗消系统动力负载需要。


4 系统总体原理及实现方法

    温度采集传感器采用K型热电偶,量程可达-50°C-200°C, 使用螺纹安装方式安装于被测管路中,实现把采集温度信号传送至处理器EM231RTD热电偶专用模块,完成系统温度采集;压力、液位、流量等模拟量采集均使用直流24V变送器,4-20mA标准信号输出,可实现压力、液位、流量等模拟量的线性采集,结果精确、连续,抗于扰能力强,而且安全可靠,该信号由EM231模拟量扩展模块接收;数字量信号输入包括:操作信号、故障信号、监测信号等,直接由主处理器数字量输入点接收处理。

    主处理器226CN接收信号后,由程序完成分析、计算等,需显示结果通过PPI网络传至显示单元触显屏smartl000,由触显屏完成系统参数的监测及显示,包括温度、压力、流量和操作说明、提示,故障报警等。控制输出信号直接输出至控制单元,由控制单元配置的大功率继电器完成控制功率的转换,实现最大控制负载可达16A, 满足防化洗消车洗消系统控制动力负载需要。

    系统控制程序使用梯形图完成,软件部分模块化设计,根据功能差异设计控制、监测、报警等功能模块,控制系统不但在硬件上预留了一定量的扩展裕量,软件程序的模块化设计也方便后期的扩展及改型提升。


5 结束语

    按照上述方案设计的防化洗消车智控系统主要界面包括:参数显示界面、控制界面、流程界面等,显示内容丰富,可方便的为操作人员提供可靠的装备运行参数及各单元模块状态指标;操作界面简单、醒目,具有防误操作等特点:流程界面形象直观,原理清晰。系统智能化水平高,环境适应性强,保障了装备作业的可靠性、安全性,完全符合防化洗消车的使用作业环境,避免系统作业人员暴露在具有污染的环境中,降低作业人员的二次污染几率。