安全控制系统软件：Schneider Electric EcoStruxure Safety二次开发_（11）.项目案例分析与实战演练.docx

PAGE1

PAGE1

项目案例分析与实战演练

1.项目背景介绍

在工业自动化领域，安全控制系统的重要性不言而喻。SchneiderElectricEcoStruxureSafety提供了强大的安全控制功能，但为了满足特定的工业需求，往往需要进行二次开发。本节将通过一个具体的项目案例，详细介绍如何在EcoStruxureSafety系统上进行二次开发，包括需求分析、系统设计、代码实现和测试验证等各个环节。

2.需求分析

2.1项目需求概述

假设我们正在为一家化工厂设计一个安全控制系统。该系统需要具备以下功能：

实时监控生产车间的温度、压力和气体浓度等关键参数。

当检测到异常情况时，自动触发报警并采取相应的安全措施，如关闭阀门、启动风机等。

记录所有异常事件和操作日志，以便后续分析和审计。

提供一个友好的用户界面，方便操作人员进行配置和监控。

2.2需求细化

实时监控：

采集温度、压力和气体浓度等数据。

数据采集频率为每秒一次。

当数据超出预设范围时，触发报警。

自动安全措施：

关闭阀门：当压力超过设定值时，自动关闭阀门。

启动风机：当气体浓度超过设定值时，启动风机。

事件记录：

记录所有异常事件，包括时间、参数值和触发的安全措施。

记录所有操作日志，包括操作人员、操作时间和操作内容。

用户界面：

提供图形化的监控界面，显示关键参数的实时数据。

提供配置界面，允许操作人员设置参数阈值和安全措施。

3.系统设计

3.1系统架构

为了实现上述需求，我们设计的系统架构如下：

数据采集模块：负责从传感器获取实时数据。

数据处理模块：负责数据的预处理和异常检测。

安全控制模块：负责触发相应的安全措施。

日志记录模块：负责记录异常事件和操作日志。

用户界面模块：提供图形化界面，方便操作人员进行配置和监控。

3.2模块详细设计

3.2.1数据采集模块

传感器连接：使用Modbus协议与传感器进行通信。

数据采集频率：每秒一次。

数据存储：将采集的数据存储在内存中，以便后续处理。

3.2.2数据处理模块

数据预处理：对采集的数据进行滤波和校正。

异常检测：根据预设的阈值，检测数据是否异常。

报警触发：当检测到异常时，触发报警信号。

3.2.3安全控制模块

阀门控制：通过PLC控制阀门的开启和关闭。

风机控制：通过PLC控制风机的启动和停止。

3.2.4日志记录模块

异常事件记录：记录所有异常事件的详细信息。

操作日志记录：记录所有操作人员的操作信息。

3.2.5用户界面模块

图形化监控界面：显示温度、压力和气体浓度的实时数据。

配置界面：允许操作人员设置参数阈值和安全措施。

4.代码实现

4.1数据采集模块

4.1.1传感器连接

使用Modbus协议与传感器进行通信，可以使用Python的pymodbus库。

#导入必要的库

frompymodbus.client.syncimportModbusTcpClient

#定义传感器连接类

classSensorClient:

def__init__(self,ip,port):

self.client=ModbusTcpClient(ip,port)

self.client.connect()

defread_temperature(self):

#读取温度数据

result=self.client.read_holding_registers(0x00,1,unit=1)

ifresult.isError():

returnNone

returnresult.registers[0]

defread_pressure(self):

#读取压力数据

result=self.client.read_holding_registers(0x01,1,unit=1)

ifresult.isError():

returnNone

returnresult.registers[0]

defread_gas_concentration(self):

#读取气体浓度数据

result=self.client.read_holding_registers(0x02,1,unit=1)

ifresult.isErro