在探讨多种类PLC换热站监控系统的研究中,首先必须了解PLC(Programmable Logic Controller)即可编程逻辑控制器的概念。PLC是一种用于工业自动化控制的电子设备,它依据用户编写的程序来控制机械或生产过程中的各种类型的设备,广泛应用于各种工业领域。
研究的目标是解决城市换热站控制器与通信协议不同导致的数据接口不一致问题,这在进行换热站控制器通信时会导致频繁修改代码的问题。通过采用OPC DA(OLE for Process Control Data Access)技术,能够实现不同PLC控制器之间的信息交互。OPC是一个工业标准,用于实现不同制造商的设备之间的数据交换和通讯。
在研究中提到的GENESIS64是一款先进的监控和数据采集(SCADA)系统,能够创建用户友好的界面,实现对供热系统的实时监控和控制。SCADA系统是一种常用于获取、处理和显示实时数据的系统,被广泛应用于监视和控制工业生产过程。
本研究设计的系统遵循“分散控制,集中管理”的原则,通过PLC现场控制器进行数据采集,并利用以太网技术将数据远程传输至主控中心的OPC UA(OPC Unified Architecture)服务器。OPC UA是下一代的OPC标准,它解决了OPC DA的局限性,支持更复杂的数据访问和通讯需求,提供了一个跨平台、面向服务的数据访问框架。
研究中还设计了系统的整体方案,包括硬件框图和系统结构框图。在硬件方面,换热站现场的温度传感器、液位传感器和流量、热量传感器起着至关重要的作用,它们能够及时检测换热站管网的各个参数,并将数据传送给PLC控制器。PLC根据控制逻辑关系,执行相应的控制动作,实现对供热过程的精确控制。
数据采集系统体系结构是基于C/S(Client/Server)结构的,包含直接读取硬件数据、数据库存储以及Web服务等模块。其中,OPC UA集成技术通过OPC UA服务器的OPC DA硬件驱动程序,采集PLC数据信息,并将这些信息通过以太网传输至主控中心。OPC UA服务器将信息迁移到Web Service技术框架下,使得换热站监控与管理系统的跨平台交互成为可能。
此外,文章还提到了OPC UA的地址空间结构和数据采集客户端的设计,这些设计利用OPC UA的模块化结构来实现不同任务,确保了系统的稳定性和可扩展性。OPC UA的模块包括安全模块、服务模块等,它们相互协作,组成了统一的整体。而Web服务架构的采用,使得现场监控系统采集的数据能够发送到Web服务器上。
在硬件结构实现方面,本研究还关注于不同厂商硬件设备之间的兼容性问题,OPC UA的采用为不同设备间创建了一个通用的通信平台。事实上,OPC UA的架构使得它与工业现场的现场总线技术极为相似,这也是OPC UA有时被誉为“软件总线”的原因。
在总结中,本研究强调了OPC UA技术在工业4.0背景下,符合CPS(Cyber-Physical Systems)设备或物联网信息系统开发的数据采集框架,以及其作为统一的设备通信标准在现代化城市供热系统的应用前景。
文章的作者李磊、李光明和赵立强均来自陕西科技大学,这体现了我国在自动化控制领域,特别是在城市供热系统监控与管理技术方面的研究进展。本研究对于解决城市换热站控制器和通信协议不统一的问题,提供了一种行之有效的解决方案,具有很高的实用价值和创新性。