蘇鳳領(lǐng)

摘要：本文介紹了CAN總線控制方式，是一種支持分布式控制系統(tǒng)的串行通信總線，可適應(yīng)電磁輻射強(qiáng)、溫度惡劣、振動(dòng)較大的工業(yè)環(huán)境，分析基于CAN總線的新型聚丙烯催化劑生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)，自動(dòng)化控制體系包括管理層、監(jiān)控層、過程層等，建立加密體系，可對(duì)壓力、溫度等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，優(yōu)化新型聚丙烯催化劑生產(chǎn)活動(dòng)。

關(guān)鍵詞：CAN總線;新聚丙烯催化劑;生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng);監(jiān)控層

引言：CAN是一種現(xiàn)場總線技術(shù)，是Controller Area Network控制器局域網(wǎng)絡(luò)的縮寫，當(dāng)前在電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、化工生產(chǎn)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)等領(lǐng)域中均有運(yùn)用，結(jié)構(gòu)較為簡單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，可替代原有的控制方案，在新型聚丙烯催化劑生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)用價(jià)值較大。

一、CAN總線控制方式

CAN總線是一種支持分布式控制系統(tǒng)的串行通信總線，當(dāng)前在工業(yè)領(lǐng)域中運(yùn)用較為廣泛，是一種現(xiàn)場總線控制之一，使用中性能較為良好，價(jià)格低廉，具有較高的可靠性。使用中可適應(yīng)電磁輻射強(qiáng)、溫度惡劣、振動(dòng)較大的工業(yè)環(huán)境之中。在現(xiàn)場智能測(cè)控組件中同時(shí)具有調(diào)節(jié)器、傳統(tǒng)PLC的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)，具有較為強(qiáng)大的使用功能，是一種具有較強(qiáng)經(jīng)濟(jì)性、可靠性的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。可結(jié)合新型聚丙烯催化劑生產(chǎn)活動(dòng)的實(shí)際情況與生產(chǎn)工藝要求而進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建與設(shè)計(jì)，可進(jìn)行相 應(yīng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)聚丙烯催化劑生產(chǎn)過程的智能管理與控制[1]。

二、基于CAN總線的新型聚丙烯催化劑生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

聚丙烯催化劑一般在載體溶液中合成，其生產(chǎn)過程包括載體溶液合成與CS-2型聚丙烯催化劑合成兩個(gè)步驟，對(duì)其生產(chǎn)活動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可從硬件與軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)角度進(jìn)行。

（一）聚丙烯催化劑生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

從聚丙烯生產(chǎn)中的壓力、流量傳感器與熱敏電阻等獲得生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)際數(shù)據(jù)，并通過雙路溫度變送器等進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將數(shù)據(jù)輸送至CHCAN智能控制單元，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算與處理之后形成控制信號(hào)。由繼電器與輸出端等對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理，再將信號(hào)返回至通斷開關(guān)閥門、電磁閥門等現(xiàn)場執(zhí)行器之中。由此利用CAN總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)中核心部件之間的互相通信。并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)操作站，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互[2]。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)聚丙烯催化劑生產(chǎn)活動(dòng)健康的便捷性，可就近布置一個(gè)現(xiàn)場控制平臺(tái)，統(tǒng)一安裝SHCAN智能儀表、信號(hào)處理模塊、CHCAN現(xiàn)場智能測(cè)控組件、雙路溫度變送器等，在廠方領(lǐng)導(dǎo)與管理員辦公室中布置上機(jī)位[2]。

在對(duì)聚丙烯催化劑生產(chǎn)中醇合斧、合成斧、預(yù)冷斧第等相關(guān)參數(shù)監(jiān)測(cè)中可運(yùn)用SHCAN現(xiàn)場智能監(jiān)控組件與CHCAN6302監(jiān)控組件實(shí)現(xiàn)，并在管理中實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)液體泵、閥門等開關(guān)量的有效管理。在對(duì)溫度信號(hào)調(diào)理中運(yùn)用6臺(tái)SHCAN65011雙路溫度變送器實(shí)現(xiàn)。選擇的儀表設(shè)備有裝配式熱電阻、雙路溫度變送器、齊納安全柵、測(cè)控組件、機(jī)柜、24V DC電源箱、工控機(jī)、繼電器、EJA壓力變送器、UPS不間斷電源、EJA法蘭密封差壓、導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)等。網(wǎng)絡(luò)通信最大速率可達(dá)250Kbps，具有64個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)1600點(diǎn)的數(shù)據(jù)交換，可達(dá)到10km最遠(yuǎn)通信距離[3]。測(cè)控組件性能指標(biāo)見表1。

（二）軟件設(shè)計(jì)

組態(tài)軟件設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的功能性，使得用戶在不編寫代碼時(shí) 即可生成相應(yīng)軟件，顯著提升了系統(tǒng)運(yùn)行的溫度性與操作站可靠性，提升了系統(tǒng)集成能力與響應(yīng)速度。聚丙烯催化劑生產(chǎn)活動(dòng)中，組態(tài)軟件功能包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、工藝流程圖、歷史數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)監(jiān)控界面等。運(yùn)用到的系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集傳感器、工控機(jī)、執(zhí)行器、變送器、顯示器、工控機(jī)等部分。生產(chǎn)活動(dòng)中，數(shù)據(jù)處理與顯示設(shè)備為工控機(jī)，可利用軟件監(jiān)視并控制實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理。

（三）操作站人機(jī)界面軟件設(shè)計(jì)

在自動(dòng)化控制體系中，主要包括管理層、監(jiān)控層、過程層等幾個(gè)方面，監(jiān)控層聯(lián)結(jié)著管理層與過程層，運(yùn)行中對(duì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理，下位機(jī)選擇SHCAN智能測(cè)控組件，運(yùn)用RS通信接口實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的有效通信。將聚丙烯催化劑的生產(chǎn)數(shù)據(jù)以動(dòng)畫形式展現(xiàn)在屏幕上。下機(jī)位采集生產(chǎn)過程中的壓力、溫度、流量等相關(guān)數(shù)值，通過I＼O實(shí)型變量反映聚丙烯催化劑生產(chǎn)過程中的相關(guān)參數(shù)。數(shù)據(jù)記錄支持實(shí)時(shí)記錄、數(shù)據(jù)變化記錄、備份記錄等形式。

在對(duì)聚丙烯生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)管理中，建立了包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、監(jiān)控流程圖、數(shù)據(jù)監(jiān)控界面、歷史曲線、報(bào)警事件等管理模塊，在軟件運(yùn)行中為了避免失誤，全屏顯示人機(jī)界面。在數(shù)據(jù)顯示上建立動(dòng)態(tài)化的顯示界面，更為逼真地還原真實(shí)的生產(chǎn)過程[4]。

為系統(tǒng)運(yùn)行建立加密體系，并為系統(tǒng)管理設(shè)置訪問權(quán)限，保障系統(tǒng)安全。監(jiān)控系統(tǒng)的主界面為工藝流程界面，可顯示工作狀態(tài)與相關(guān)參數(shù)，可直觀監(jiān)控聚丙烯催化劑生產(chǎn)過程，管理中建立動(dòng)畫鏈接展示方式，動(dòng)態(tài)化地展示系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過程，顯示相關(guān)儀表的啟停狀態(tài)與相關(guān)控制參數(shù)。系統(tǒng)設(shè)置了報(bào)警體系，在壓力、溫度等參數(shù)超過一定服務(wù)之后，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生報(bào)警事件，促進(jìn)相關(guān)人員及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)活動(dòng)。

三、結(jié)束語

本文研究中分析了基于CAN總線的新型聚丙烯催化劑生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)，針對(duì)聚丙烯催化劑設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)硬件具有較強(qiáng)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、方便性，網(wǎng)絡(luò)功能較為強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)組態(tài)數(shù)據(jù)的調(diào)試與下載、修改，系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集傳感器、工控機(jī)、執(zhí)行器、變送器、顯示器、工控機(jī)等，數(shù)據(jù)處理器顯示設(shè)備為工控機(jī)，可利用軟件監(jiān)視并控制實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)聚丙烯催化劑生產(chǎn)活動(dòng)的有效監(jiān)控。

參考文獻(xiàn)：

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[2]呂曉濤，杜艷紅.基于CAN總線的BMS監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 微計(jì)算機(jī)信息，2018，000（014）：135-136.

[3]劉國聯(lián)，陳根.基于CAN總線和數(shù)據(jù)融合的配電變壓器油溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].電氣傳動(dòng)自動(dòng)化，2019，041（006）：44-48，32.

[4]蘇琴.基于多路CAN總線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].精品， 2020，000（008）：P.168-168.