一种基于PLC和数据总线技术的风闸控制系统的制作方法

本发明涉及一种风闸控制系统，更具体地说，涉及一种基于plc和数据总线技术的风闸控制系统。

背景技术：

风闸是船舶与海工平台通风系统的重要控制元件，其安装在风管上，可根据系统运行需要或火灾情况切断风源。传统的风闸控制系统使用继电器搭建控制电路，实现风闸的本地/远程控制、应急关闭、开/闭反馈等功能，虽然继电器具有技术成熟、成本低廉的特点，但是随之导致风闸控制系统的缺点也很明显：1)控制箱数量多、体积大，难以在船舶与海工平台上找到合适位置安装；2)需要大量电缆传递风闸监控信号，增加电缆使用量和施工量；3)控制电路死板，不便于系统升级、扩展。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种基于plc和数据总线技术的风闸控制系统，使用可编程逻辑控制器(plc)、数据总线、风闸执行器、本地控制按钮盒、远程工作站等，组成一套新型风闸控制系统。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种基于plc和数据总线技术的风闸控制系统，包括两端分别连接于plc主处理器和plc备用处理器的数据总线，plc主处理器和plc备用处理器之间还通过冗余高速数据同步总线连接，数据总线与冗余高速数据同步总线形成环形；数据总线上串联有多个plc通信模块，每个plc通信模块连接于若干plci/o模块，每个plci/o模块连接于若干执行装置，每个执行装置包括带有开关及开关指示器的按钮盒以及一个连接于风闸的风闸执行器。

优选的，冗余高速数据同步总线设置两条，每一条冗余高速数据同步总线的两端均连接于plc主处理器和plc备用处理器。

优选的，plc主处理器和plc备用处理器还分别通过冗余以太网连接于远程工作站。

优选的，冗余以太网设置两条，其中一条冗余以太网连接plc主处理器以及一个远程工作站；另一条冗余以太网连接于plc备用处理器以及另一个远程工作站。

本发明的优点在于：

(1)架构简单，本发明有上位机、plc和现场执行器三级架构，清晰简单，易于应用。

(2)可靠性高，plccpu(包括主处理器和备用处理器)和数据总线都是冗余设计，任何单点故障都不会影响系统正常运行。而且plc是成熟的电子控制元件，技术可靠，故障率低。

(3)设备体积小，plc小巧紧凑，plc控制箱体积仅相当于继电器控制箱体积的1/2，便于布置安装。

(4)电缆使用少，数据总线仅需要一根通信电缆，不使用传统控制电缆，极大的节约电缆使用量，减少电缆拉放施工量。

(5)扩展能力强，可根据风闸数量和位置灵活选择plci/o模块，而且所有风闸控制逻辑功能均在plccpu中处理，可根据实际需求修改软件以调整控制逻辑，不涉及任何硬件修改。

附图说明

图1是本发明系统的示意图。

图中，3、冗余以太网，4、冗余高速数据同步总线，5、数据总线，6、风闸执行器，7、按钮盒，8、远程工作站。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作描述。

如图1所示，本发明包括plc主处理器、plc备用处理器、plci/o模块及通信模块、冗余以太网3、冗余高速数据同步总线4、数据总线5、风闸执行器6、按钮盒7和远程工作站8。plc芯片为冗余设计，分为主处理器和备用处理器，它们通过冗余高速数据同步总线4连接，可以实时共享所有风闸监控数据，如果主处理器故障，将自动切换到备用处理器。

所有plc通信模块被数据总线5串联起来，plci/o模块连接于plc通信模块。数据总线5的一端连接到plc主处理器，另一端连接到plc备用处理器，并通过冗余高速数据同步总线4形成环形拓扑结构，数据总线5任何一点故障都不会影响风闸监控功能；plci/o模块连接风闸执行器6和按钮盒7，用来采集风闸开闭反馈信号，控制风闸开闭，使用按钮盒7也可以实现风闸的本地监控；同时，远程工作站8通过冗余以太网3连接plc主处理器，操作人员可以在远程工作站8上监视风闸开闭状态和发出开闭风闸的指令。

使用步骤：

1)本地操作模式：

操作人员使用按钮盒7发出开/闭风闸指令，该指令被plci/o模块采集到后，通过数据总线5送到plc主处理器进行数据处理，然后再送回plci/o模块，最终送达风闸执行器6，实现风闸开/闭功能，同样原理也可以执行风闸的应急关闭。

风闸执行器6将风闸开/闭状态信号反馈给plci/o模块，该信号经过数据总线5和plc主处理器处理后，再送回plci/o模块，最终送达按钮盒7的指示灯，实现风闸开/闭状态的本地指示。

2)远程操作模式：

操作人员在远程工作站8上发出开/闭风闸指令，该指令依次经过冗余以太网3、plc主处理器、数据总线5和plci/o模块，最终送达风闸执行器6，实现风闸开/闭功能。

风闸执行器6将风闸开/闭状态信号反馈给plci/o模块，信号依次经过数据总线5、plc主处理器和冗余以太网3，最终在远程工作站8上进行显示。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于plc和数据总线技术的风闸控制系统，其特征在于，包括两端分别连接于plc主处理器和plc备用处理器的数据总线，所述plc主处理器和所述plc备用处理器之间还通过冗余高速数据同步总线连接，所述数据总线与所述冗余高速数据同步总线形成环形；所述数据总线上串联有多个plc通信模块，每个所述plc通信模块连接于若干plci/o模块，每个所述plci/o模块连接于若干执行装置，每个所述执行装置包括带有开关及开关指示器的按钮盒以及一个连接于风闸的风闸执行器。

2.根据权利要求1所述基于plc和数据总线技术的风闸控制系统，其特征在于，所述冗余高速数据同步总线设置两条，每一条所述冗余高速数据同步总线的两端均连接于所述plc主处理器和所述plc备用处理器。

3.根据权利要求1所述基于plc和数据总线技术的风闸控制系统，其特征在于，所述plc主处理器和所述plc备用处理器还分别通过冗余以太网连接于远程工作站。

4.根据权利要求3所述基于plc和数据总线技术的风闸控制系统，其特征在于，所述冗余以太网设置两条，其中一条所述冗余以太网连接所述plc主处理器以及一个远程工作站；另一条所述冗余以太网连接于所述plc备用处理器以及另一个远程工作站。

技术总结
本实用新型公开了一种基于PLC和数据总线技术的风闸控制系统，包括两端分别连接于PLC主处理器和PLC备用处理器的数据总线，PLC主处理器和PLC备用处理器之间还通过冗余高速数据同步总线连接，数据总线与冗余高速数据同步总线形成环形；数据总线上串联有多个PLC通信模块，每个PLC通信模块连接于一个PLC I/O模块，每个PLC I/O模块连接于一个带有开关及开关指示器的按钮盒以及一个连接于风闸的风闸执行器；本实用新型具有架构简单、可靠性高、设备体积小、电缆使用少、扩展能力强等优良特点。

技术研发人员：邹成业;孙立东;穆建树;寇净熠;侯玉乙
受保护的技术使用者：大连船舶重工集团有限公司
技术研发日：2019.10.15
技术公布日：2020.05.01