大型高炉煤气取样分析远程监控系统

　　O 引言

　　目前，大型炼铁高炉煤气取样分析控制系统大多是人工装置，人工取样不仅劳动条件恶劣，而且分析结果很难代表某一时间高炉煤气成分实际的径向分布。为此笔者设计了大型炼铁高炉远程煤气自动取样分析监控系统。本系统采用安装组态软件MCGS 的工控机为上位机和PLC 为下位机来对大型炼铁高炉(2200 m3 )远程煤气取样现场进行过程监控，取代了目前的人工取样分析装置。

　　1 系统组成

　　本系统由工控机、煤气取样现场控制柜、煤气取样机和红外在线分析装置组成。工控机安装在主控室，用以收发取样分析系统的远程信号，记录、储存、显示和处理各项分析结果。煤气取样现场控制拒安装在取样装置平台上，在控制柜上可以手动操作也可以自动操作，煤气取样机安装在取样平台上，受现场控制柜控制，是直接驱动采样杆从炉中取气的机械装置。红外在线分析装置安装在取样平台上的分析室中，用于在线分析取样机取出的高炉煤气样品，并将分析结果传输到主控室的计算机中。控制系统框图如图1 。

　　2 基于MCGS的上位机的远程监控

　　主控界面由组态软件MCGS 设计。图2 为现场工艺的仿真画面，在主控室工控机上可以实时显示现场的工艺流程。

　　3 MCGS监控系统与下位机PLC的通信

　　3. 1 通讯协议

　　本系统采用欧姆龙PLC 的Hostlink 通讯协议。MCGS通过上位机中的串口和PLC 上的通讯单元建立串行通讯连接。欧姆龙PLC 与计算机的串行通信连接有2 种方式：① 利用PLC 的RS-232 接口，这时可以直接用电缆与计算机建立连接，这种通信方式PLC 的地址为。;② PLC 通过一个连接适配器与计算机连接，用适配器时PLC 地址由自己设置。由于RS-232 串口通讯方式一般不超过50 m ，而该煤气监控分析系统通信距离为200 m ，需在上位机与PLC 之间加一个RS-422 适配器，该适配器将RS-232 通讯格式转换为RS-422 通讯格式，可实现远距离通讯，并提高了抗干扰能力。

　　3. 2 串口父设备设置

　　欧姆龙PLC 设备必须挂接在串口父设备下，串口父设备用来设置通信参数和通信端口。要使上位机组态软件MCGS 能正确操作PLC 设备，必须设置好设备名称、采集周期、初始工作状态、PLC 地址、内部属性等。欧姆龙PLC 常用的通信参数：波特率9600 , 2 位停止位，偶校验，7 位数据位。MCOS 串口父设备的通讯参数必须与PLC 的通讯参数一致，这样MCGS 才可以读写欧姆龙PLC 的各个继电器区和寄存器，从而达到操作PLC 设备的目的。具体设置是在下位机的编程环境和MCGS 组态软件的设备窗口中完成的。