師宇騰，魏 蓓，周京華

（1.國(guó)家圖書(shū)館，北京100081；2.北方工業(yè)大學(xué)，北京100144）

書(shū)庫(kù)恒溫恒濕機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

師宇騰1，魏 蓓2，周京華2

（1.國(guó)家圖書(shū)館，北京100081；2.北方工業(yè)大學(xué)，北京100144）

國(guó)家圖書(shū)館四庫(kù)全書(shū)書(shū)庫(kù)恒溫恒濕機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各恒溫恒濕機(jī)組溫濕度的實(shí)時(shí)顯示和運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)報(bào)警狀態(tài)的顯示、清除和記錄及對(duì)溫度、濕度的記錄和查詢。恒溫恒濕機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、操作方便，它的設(shè)計(jì)使用確保了恒溫恒濕機(jī)組的高效、安全運(yùn)行。

四庫(kù)全書(shū)；恒溫恒濕機(jī)組；監(jiān)控系統(tǒng)

1 引言

國(guó)家圖書(shū)館所藏《四庫(kù)全書(shū)》是現(xiàn)存唯一一套原架原函原書(shū)保存的四庫(kù)全書(shū)版本，堪稱國(guó)寶中的國(guó)寶。為滿足四庫(kù)全書(shū)特定溫濕度的保存環(huán)境，國(guó)圖配備了多臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行的恒溫恒濕機(jī)組［1］。恒溫恒濕機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)建立，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)組的實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警，提高了恒溫恒濕系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

2恒溫恒濕系統(tǒng)概述

四庫(kù)全書(shū)書(shū)庫(kù)恒溫恒濕系統(tǒng)由多臺(tái)水冷型恒溫恒濕機(jī)組HJ34H-A組成，如圖1所示為恒溫恒濕機(jī)組示意圖。機(jī)組采用地板送風(fēng)、頂部回風(fēng)的方式，冷源由室外冷卻塔提供冷水并通過(guò)壓縮機(jī)進(jìn)一步降低溫度，每臺(tái)制冷量為37.5kW，熱源由機(jī)組熱水盤管提供，加濕方式為機(jī)組外置的電熱加濕器，除濕以壓縮機(jī)除濕為主，電加熱為輔。

圖1恒溫恒濕機(jī)組

恒溫恒濕機(jī)組控制選用S7-200系列CPU 224型PLC。該型號(hào)PLC有14路數(shù)字量輸入、10路數(shù)字量輸出，另配有擴(kuò)展模擬量模塊，型號(hào)為EM 235?？刂品秶L(fēng)閥、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、電加熱、電加濕以及風(fēng)壓、壓縮機(jī)過(guò)流、壓縮機(jī)超溫等報(bào)警。

3恒溫恒濕機(jī)組與組態(tài)王通訊原理與實(shí)現(xiàn)

3.1通訊網(wǎng)關(guān)PLC配置

通訊網(wǎng)關(guān)PLC的作用為:讀取11臺(tái)串聯(lián)PLC的數(shù)據(jù)，并儲(chǔ)存到指定位置；將指令寫入對(duì)應(yīng)地址的PLC變量中。

恒溫恒濕機(jī)組的對(duì)應(yīng)編號(hào)為:-120室為1號(hào)機(jī)組，-134室由北向南分別為2號(hào)、3號(hào)機(jī)組，-141室為4號(hào)機(jī)組，-133室由東向西分別為5-10號(hào)機(jī)組，-147室為11號(hào)機(jī)組。圖2為恒溫恒濕機(jī)組與上位機(jī)通訊的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知某對(duì)應(yīng)編號(hào)PLC的設(shè)定地址、讀指令存儲(chǔ)地址、寫指令存儲(chǔ)地址以及其對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位。

圖2恒溫恒濕機(jī)組與上位機(jī)通訊結(jié)構(gòu)示意圖

3.2文本顯示器對(duì)通訊的影響

在每個(gè)恒溫恒濕機(jī)組中，PLC控制器和文本顯示器采用PPI協(xié)議通訊，其中文本顯示器是主機(jī)。將PLC機(jī)組串聯(lián)后，如果將文本顯示器也加入到通訊網(wǎng)絡(luò)，則該網(wǎng)絡(luò)共有23臺(tái)設(shè)備，其中主機(jī)有11臺(tái)，這樣的通訊設(shè)置會(huì)造成通訊紊亂或主機(jī)尋址錯(cuò)誤等問(wèn)題，也會(huì)造成通訊速度遲緩，甚至?xí)斐赏ㄓ嵃c瘓。

將文本顯示器單獨(dú)連接到PLC外，使用三刀雙擲開(kāi)關(guān)將文本顯示器和通訊輸入分別接入到PLC，使每個(gè)PLC都可以有本地（與文本顯示器通訊）和遠(yuǎn)程（與通訊網(wǎng)絡(luò)連接）兩個(gè)通訊狀態(tài)，這樣既解決了文本顯示器接入對(duì)通訊網(wǎng)絡(luò)的影響，又不影響必要情況下文本顯示器的正常使用。

4監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制

4.1監(jiān)控系統(tǒng)界面與程序設(shè)計(jì)

4.1.1變量設(shè)計(jì)

由于PLC都是通過(guò)通訊網(wǎng)關(guān)與上位機(jī)進(jìn)行通訊，所以在上位機(jī)的組態(tài)軟件中，只需定義讀取通訊網(wǎng)關(guān)的對(duì)應(yīng)變量即可?！癐／O整型”變量為從通訊網(wǎng)關(guān)讀取的實(shí)際點(diǎn)，“內(nèi)存離散”變量為組態(tài)軟件的模擬點(diǎn)。

4.1.2畫面設(shè)計(jì)

根據(jù)不同場(chǎng)景和功能，監(jiān)控系統(tǒng)包含登錄首頁(yè)面、主頁(yè)面、操作頁(yè)面（如圖3所示）、實(shí)時(shí)趨勢(shì)與歷史曲線頁(yè)面、報(bào)警頁(yè)面等幾個(gè)部分。

圖3操作頁(yè)面

4.1.3程序設(shè)計(jì)

當(dāng)組態(tài)王與機(jī)組進(jìn)行通訊時(shí)，應(yīng)使用PLC-226做為網(wǎng)關(guān)與各個(gè)機(jī)組的PLC-224控制器進(jìn)行通訊，它無(wú)法直接讀取PLC-224的通訊狀態(tài)。這就需要有一個(gè)通訊策略來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC-224通訊狀態(tài)的監(jiān)控［2］。圖4為主頁(yè)面通訊狀態(tài)程序圖。

圖4主頁(yè)面通訊狀態(tài)程序圖

該通訊策略為:強(qiáng)制把PLC-226某位數(shù)據(jù)置1，然后每次與PLC-224通訊時(shí)，PLC-224會(huì)將該位進(jìn)行寫0操作，然后定時(shí)讀取該位數(shù)據(jù)，如果一定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)其值為0，且未發(fā)生變化，則視為這段時(shí)間內(nèi)通訊正常。

4.2監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)恒溫恒濕機(jī)組的控制

4.2.1啟動(dòng)/停止控制

恒溫恒濕監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)各機(jī)組啟動(dòng)／停止的控制。用戶在各機(jī)組控制頁(yè)面中，通過(guò)運(yùn)行指示燈觀察該機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，并通過(guò)點(diǎn)擊指示按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的啟動(dòng)／停止操作。由于機(jī)組在啟動(dòng)／停止時(shí)，都有風(fēng)機(jī)延時(shí)動(dòng)作保護(hù)時(shí)間，所以在監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制中，也應(yīng)相應(yīng)增加延時(shí)保護(hù)倒計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)，以使用戶實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組更有效的控制。

4.2.2報(bào)警復(fù)位

恒溫恒濕系統(tǒng)監(jiān)控頁(yè)面中既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各機(jī)組報(bào)警信息的實(shí)時(shí)顯示，也能對(duì)報(bào)警進(jìn)行實(shí)時(shí)復(fù)位，同時(shí)，復(fù)位操作也會(huì)與報(bào)警信息一起保存到歷史報(bào)警信息系統(tǒng)中以供查詢。

5結(jié)束語(yǔ)

國(guó)家圖書(shū)館四庫(kù)全書(shū)恒溫恒濕機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)已完成了安裝和調(diào)試，并已經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的系統(tǒng)試運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行情況如下:恒溫恒濕機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)能夠分別實(shí)現(xiàn)對(duì)二期全部恒溫恒濕機(jī)組溫濕度的實(shí)時(shí)顯示、運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控；能夠分別實(shí)現(xiàn)對(duì)上述全部機(jī)組報(bào)警狀態(tài)的顯示、報(bào)警清除和報(bào)警記錄；能夠分別記錄上述全部機(jī)組的溫度和濕度，并可以選擇日期和時(shí)段查詢。

恒溫恒濕機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、操作方便，它的投入使用確保了恒溫恒濕機(jī)組以及相關(guān)設(shè)備的正常、高效、安全運(yùn)行。

［1］石文生.簡(jiǎn)析國(guó)家圖書(shū)館《四庫(kù)全書(shū)》書(shū)庫(kù)及展覽區(qū)安全防范系統(tǒng)的完善解決方案［J］.安防科技，2011，（12）.

［2］李瑞先.組態(tài)王軟件在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.電氣傳動(dòng)自動(dòng)化，2006，（5）.

Design of remote monitoring system for constanttemperature constant-humidity unit stacks room

SHI Yu-teng1，WEI Bei2，ZHOU Jing-hua2
（1.National Library of China，Beijing 100081，China；2.North China University of Technology，Beijing 100144，China）

The advanced design of the remote monitoring system of the constant-temperature constant-humidity unit stacks room for Sikuquanshu of the National Library of China is presented.The system achieves the real-time monitoring and real-time displaying of the temperature and the humidity for each of the constant-temperature constant-humidity units，also can realize the relevant alarming，clearing，recording and inquiring.The advanced design of the system ensures the high efficiency and safe operation of the constant-temperature constant-humidity units.

Sikuquanshu；constant-temperature constant-humidity units；monitoring system

TP277

A

師宇騰（1986-），男，工程師，現(xiàn)在國(guó)家圖書(shū)館工作。

2016-05-24

1005—7277（2016）04—0059—03