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地下商城除濕機聯機運行通信及WinCC監控設計
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來源:本網 添加人:[db:添加人] 添加時間:2017-10-27 14:24:00


  調溫除濕機用蒸發器來給空氣降溫除濕,并回收系統的冷凝熱,彌補空氣中因為冷卻除濕時散失的熱量,是一種高效節能的除濕方式,已經廣泛應用于國防工程、地下商城、人防工程、地鐵車站、煙草及石化行業、糧食、木材等的除濕干燥和高濕空間的除濕與溫度控制等有除濕要求的場所。
  隨著地下商城在城市中的廣泛興起,其對調溫除濕的控制提出了新要求。除要求其能根據傳感器檢測的環境濕度、溫度,自動控制除濕機的除濕、調溫功能外;還要求能將除濕機的單機工作,變成聯機運行,增加模擬量信號采集、網絡通信和運行監控等功能,更好的對多空間除濕的集中監控和管理。具備聯機運行的條件1.現將除濕機的控制改用西門子公司生產的S7-200小型PLC進行控制,在其邏輯控制的基礎上,增加模擬量輸入??镋M231,PROFIBUS總線通信??镋M277. EM231用以接收經溫濕度變送器傳來的420mA的電流量。溫濕度傳感器檢測到環境溫度、濕度的變化,該變化經溫濕度變送器轉換成電流量傳給EM231,PLC主機程序將該變化量與程序中的設定值進行比較運算來控制除濕機的除濕、調溫控制。PLC程序中溫濕度的設定值根據人體的舒適感來設定:冬天溫度在18C25C,濕度在30% PLC構筑成現場總線通信系統,作為PROFIBUS總線系統中的DP從站。這樣每臺PLC不僅能夠完成單機控制,也能與上層主站設備進行數據交換。
  1.2除濕機監控系統方案3組最多96臺除濕機的運行,可以將整個系統分為組內和組間兩個層次,組內32臺除濕機,數量大,雖然每臺設備的物理地址很近,但布完電纜后,電纜長度可能達到1000m,根據實際情況,組間除濕機之間采用串行現場總線的通信方式。而組間總線連接三個協議轉換網關和監控計算機,所以組間采用以太網進行連接。
  除濕機監控系統的總體方案如所示。
  協議換網關協議網關協議轉換網關組內總線1組內總線2組內總線3除濕濕機ln除濕機除濕機hi丨除濕機除濕機3n除濕機監控系統的硬件系統設計與組態硬件系統的設計分為兩部分,一是組內總線設計,二是組間總線設計。
  組內總線網絡的連接均采用EIA485的方式,EIA485隸屬于OSI體系物理層的電氣特性規定,為2線、半雙工、多點通信的標準。適宜用在單機發送、多機接收的通信系統中。每組內電纜長度要達到1000m,因此站點的EIA485接口與總線必須隔離。S7-200的PPI總線雖然可以節省掉EM277???,但S7-200的CPU??樽源腜PI接口與總線是非隔離的,并且每個網段的長度不能大于5 0m,PPI網絡不符合要求,只有選擇PROFIBUS網絡。
  組內總線采用PROFIBUS網絡,結構如所示。所有的S7-200PLC均配置EM277???,當波特率小于187.5kbt/s時,電纜長度可以達到1000m,滿足組內總線長度的要求氣S7-300PLC是個特殊的站點,它起兩方面的作用:一方面是作為組內總線的主站,負責對所有組內總線上的S7-200 PLC進行控制;另一方面,其PN接口使得該設備連接在以太網上,起網管的作用。
  除濕機監控系統的組內總線的網絡結構組內總線的硬件組態中,32臺設備均連接在PROFIBUS總線上,網絡波特率設為187.5kbt/s,所有EM277與CPU315之間的數據交換均為64個字節,包含3 2字節讀和32字節寫。硬件組態結構如所示。
  經過S7-300PLC的控制,所有站點的狀態數據被集中在S7-300PLC中,便于WinCC的監控,同時上位機的控制命組間總線的網絡結構是將3個S7-300PLC和監控計算機使用工業以太網進行連接。在監控計算機中,通過WinCC對3個S7-300PLC實施監控。工業以太網采用工業交換機進行交換。監控計算機與S7-300PLC的網絡連接在WinCC中進行設定。
  除濕機監控系統的軟件設計PLC作為主站,主程序和通信程序主要都集中在S7-300PLC中。S7-200PLC作為從站,其中只有除濕機控制程序和通信設置。
  200PLC相對應。其中,程序塊DB100是個特殊的程序塊,專門用于HMI和WinCC對某個S7-200PLC的設定;OB1和OB100分別為主循環和初始化程序;OB82和OB86為異步故障組織塊;FC1為故障判斷子程序;FC2為觸摸屏狀態讀取子程序;FC3為觸摸屏和WinCC設定子程序;FC4為機號分配子程序;FC5和FC6為通信控制子程序;FC7和FC8為站點是否在線判定子程序。
  為了將除濕機的狀態,環境溫度、濕度在觸摸屏上監視,需要在二者之間建立一個變量表,使觸摸屏和除濕機之間能建立實時通信。變量表如表1所示。
  表1除濕機監控系統變量表符號變M數據類型注W組號W機號設定控制字投設定溫疫設定溫差設定溢蕪設定開機延時保S料與機S狀態字溫度蒸發器溢度保留陸機數(S7-200個掃描周明吏新一次)保留上位機設定標忐(包含迮MW28中)除濕機監控系統的觸摸屏與WinCC監控設計觸摸屏連接在組內總線上,通過PROFIBUS網絡與S7- 300PLC進行關聯。讀取組內總線上所有除濕機的狀態,并可對所有除濕機的運行進行設置。
  除濕機的觸摸屏監控主畫面如所示。當對應的除濕機有故障時,其對應的按鈕會變成紅色。
  除濕機狀態監控系統觸摸屏的主界面WinCC監控的主畫面點擊任何一個按鈕,將進入該按鈕所對應的詳情與設置窗口,可以觀察機號、溫度、濕度、管度以及運行字和故障字等。其中的運行字包含了該除濕機運行狀態的信息,通過它可以知道除濕機當前的實時運行狀態。故障字是包含故障信息的字節,當有故障發生時,可以通過該故障字判斷具體的故障。
  觸摸屏為組內總線上監控的人機界面。要在遠程對的邊緣一基準邊緣圖;以基準邊緣圖為分割區,對處理后的差像進行圖像分割,提取落入轎廂站位區域的目標圖像,得到有效目標圖像;將有效目標圖像面積與一個閥值面積的和與基準邊緣圖面積比較,判斷是否空間滿載。且對左右攝像頭圖像分別處理都空間滿載時,判別為空間滿載。
  3三個處理過程中的圖片。由圖像處理結果顯示表明,二值化后目標區域與背景區域進行有效的分離,canny算子提取邊緣及hough變換后,能清晰的識別出人的類圓頭部,表明減背景、二值化、canny算子,區域分割等圖像處理算法能夠在輔助電梯調度系統中有效應用。
  a)實時圖像b)減背景及二值化后圖像c)canny算子、hough變換后圖像對不同情況下候梯廳及轎廂內人數檢測、物品檢測、空間滿載檢測,進行了大量的圖像處理實驗,得到表1所示圖像處理結果。
  表1對不同情況的處理結果由表1可以看出:隨著檢測人數的增多,檢測的正確率成下降趨勢,物品檢測也是一樣,這是由于在人數和物品數較多時會出現部分區域的重疊,對于人形和物品形狀的檢測出現重大干擾;電梯的空間滿載主要出現錯誤的地方在于人或物對有用空間的陰影覆蓋。在對不同的人數進行精確檢測過程中,當人數為0、1、2時,檢測準確率高達95%,當人數為3、4、5時,檢測準確率只有90%,當人數為5、6、7、8、9、10時,檢測準確率卻只有70%.但是對人數3的范圍判斷,卻能達到92%.因此,在檢測人數多3或物品數多2時,不進行無效調度的處理是完全可行,且有效的。
  4結論本文針對當前候梯廳及轎廂內各種無效請求信號,提出了一套輔助電梯調度系統,通過視覺攝像頭采集實時圖像,提取檢測目標形態、面積等信息,實現對候梯廳及轎廂內人數檢測、轎廂內物品檢測、轎廂內空間是否滿載檢測,來處理電梯的無效調度問題。實驗結果表明,本系統能夠對90%的無效請求進行有效處理,不僅減少了電梯的??看問?,還減少了乘客的等待時間,同時提高了電梯的運行效率,能有效的解決因無效請求帶來的能源浪費問題。

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