摘要：随着网络技术的日新月异，控制系统不再局限为底层的单一系统，而是朝着多层次架构的方向发展，本文主要介绍一种基于三层网络架构的高真空控制系统，该系统的主要优点为结构清晰易于不同层次功能扩展，采用继电器与西门子PLC混合控制，避免浪涌冲击对系统的影响，并成功应用于试验系统中。
关键词：抽真空系统 网络架构 PLC
一、 抽真空工艺流程：
真空系统主要由真空室、真空泵3台、真空计4个、真空管道、各类电磁阀门25个和控制系统等组成。真空操作过程的简要流程，如图1所示。
图1 真空操作简要流程图
二、 控制系统设计方案：
控制系统包括：顶层监测层、中层控制层和下层设备层。
顶层采用kingview系统作为远程监视，中层采用kingview作为远程控制，下层采用以西门子S7-200作为本地控制，如图2所示
图2 基于网络架构的高真空控制系统
其主体控制系统为本地控制，共包括六个模块：三种模式控制与反馈模块、数据远程传输模块、真空数据采集模块、集中供电模块、供电状态采集模块和集中操作模块：
1. 三种模式控制与反馈模块采用西门子S7-200XP-CN型PLC作为核心控制器，借助按钮进行操作，完成对真空控制及互锁的基本功能。采用继电器控制方式与PLC控制方式相结合，实现三种模式控制模式：远程PC与PLC控制模式、本地按钮与PLC控制模式和调试按钮直接控制继电器模式，有效避免控制功能失灵的情况出现，并满足不同工艺控制的要求；
2. 真空数据采集模块采用STC12C5A60S2作为核心控制芯片，采集真空测量装置的真空数据，并通过数码管显示，实现了本地真空数据集中显示功能，尤其在真空测量装置输出非标真空数据协议的情况下，依然能够实现真空数据的采集工作；
3. 数据远程传输模块采用MOXA5232与MOXA408A进行组网，完成数据的远程传输功能；
4. 供电状态采集模块由数字三相电流表与互感器组成，完成对供电电路的电流采集，监视供电状态；
5. 集中供电模块由断路器和接触器组成，完成真空控制器件的集中供电；
6. 集中操作模块对上述功能模块中的器件进行有机结合，采取强弱电分离，同类器件摆放在一起等原则，设计了控制显示面板、器件摆放布局，并绘制相应图纸，定制柜体。
系统结构如图3所示：
图3 基于网络机构的高真空控制系统结构示意图
三、应用：
该系统目前已经无故障运行3年，保证了试验的顺利开展。采用单片机技术完成了非标协议转标准协议进而实现集中显示功能，采用继电器+PLC混合控制模式确保了系统的安全和可靠，同时三层网络架构的设计，便于后续多层次功能的扩展。
参考文献：
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作者简介： 王春雷，男，1985/11，汉，黑龙江省双鸭山市，工程师，硕士研究生，核工业理化工程研究院，300180，系统监视和控制技术研究。
论文作者:王春雷,杨文喜,但勇军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/5
标签：真空论文; 控制系统论文; 模块论文; 系统论文; 模式论文; 架构论文; 数据论文; 《电力设备》2018年第31期论文;