臺灣博碩士論文加值系統

隨著科技不斷的進步，偵測儀器及通訊傳輸環境，已具備快速計算、大容量記憶、傳輸快速的能力，電腦圖形監控系統透過人機界面操作，可以即時得知目前被監控設備之運轉狀態，以資料庫儲存自動量測的監控數據，可節省人力並提高人員工作安全。因其快速精確的計算能力及程序控制的設計，可避免人為的疏忽，增加監控自動化的可靠度，並提高生產效率及品質，使電腦圖形監控系統在工業生產應用上，扮演舉足輕重的角色。
本論文所建立之電腦圖形監控系統是以生產氫氧化鈉的化工廠之氣體偵測為研究主題。針對工廠之生產製程，設置氣體偵測器。本論文研討可程式邏輯控制器(PLC)訊號收送及處理的運作原理、建構PLC之軟硬體，編輯階梯圖程式，以順利收集廠區內氣體偵測儀器所傳送的偵測訊號數值。本研究使用In-touch圖形監控軟體製作人機界面，建立PLC與電腦圖控軟體間的通訊協定以擷取資料，建立圖形顯示畫面，於電腦監控畫面即時產生動態的數值並提供即時警報、趨勢圖，歷史資料查詢等功能。將氣體偵測儀器所偵測到的數值做電腦監控的整合，以節省傳統方式所佔用之龐大儀錶空間，及不必要人力成本，並提昇監控效能及人員操作的效率。
本研究依環保法規設定有害氣體接受的濃度範圍值。當偵測到所排放氣體濃度超過範圍值之時，本系統會自動送出警報訊號至該區域，以警示現場操作人員。亦可及時發現洩露之管路及設備之位置，以降低有害氣體外洩擴散的工安事件發生。

As modern technology advances, detection sensors and communication devices have reached enough capacity for high-speed-computing, high-capacity-memory, and high-speed-transmission; it is possible to obtain the operational status of the monitored devices in real time through a Man-Machine-Interface (aka MMI), and by automatically storing accurate monitoring data into a database, it can help to reduce labor cost and enhance working safety. Furthermore, by combining powerful computing speed and accurate design of control sequences, it can help to avoid human errors in operation, increase reliability of automatic monitoring, and enhance production efficiency and quality. Henceforth, it is obvious that Computer Graphic Supervisory Control System play an important role in the area of industrial manufacturing applications.

This thesis focuses on such a Computer Graphic Supervisory Control System of toxic gas detection in a chemical manufacturer of sodium hydroxide. These gas detectors are set up in accordance with production processes. In this article, the following topics will be discussed: the fundamental concepts of digital signal transmission and processing via a Programmable Logical Controller (aka PLC), the hardware and software selection criteria when using a PLC, the programming logic, and the application of all these concepts to the target environment for collecting the data from the gas detectors. During the study, the software tool “Wonderware In-Touch” was used to transmit data using a common communication protocol between the PLC and the graphical monitoring system, to build graphical display, to generate dynamic data in real time and to provide functions such as alarms, trend diagrams, and historical data inquiry. The integration of raw data from gas detectors and computer aided system helps to save physical space occupied by traditional equipments, reduce unnecessary labor cost, increase monitoring performance and operational efficiency.

In this study, the compliance to environmental protection regulations of harmful gas is taken into consideration by setting up appropriate thresholds. An alarm system is designed to detect and alert when harmful gas goes over a predefined threshold for a certain working area. It may also locate the precise position where the leakage occurs, and reduces the possibility of disastrous leakage events.

摘要 I
ABSTRACT III
誌謝 IV
目錄 V
圖目錄 VII
表目錄 IX
第壹章 緒論 10
第一節 研究動機 10
第二節 研究目標 11
第三節 研究方法 12
第四節 論文名詞解釋 13
第五節 論文架構 15
第貳章 電腦圖形監控系統相關文獻與研論 17
第一節 電腦圖形監控系統之介紹 17
1.1 電腦圖形監控系統的演進 18
1.2 電腦圖形監控系統的架構 19
第二節 電腦圖形監控軟體介紹 21
2.1 Intouch圖控軟體介紹 23
2.2 Intouch圖控軟體編輯 26
第三節 可程式邏輯控制器（PLC） 35
3.1 PLC的組成架構 35
3.2 PLC編輯及模擬軟體 39
第参章 化學工廠製程流程及氣體偵測點設置 41
第一節 生產氫氧化鈉(NaOH)工廠製程流程 41
第二節 製程產生氣體的特性 46
第三節 氣體偵測器的設置 48
第肆章 電腦監控化學工廠氣體偵測系統建置 51
第一節 概述 51
第二節 電腦圖形監控系統架構及通訊連結 51
第三節 電腦監控圖形設計 54
3.1 製程區域及周界電腦圖形監控設計 54
3.2 製程設備及管路 67
第四節 可程式邏輯控制器(PLC)硬體、參數設定及程式 72
4.1 硬體的選用及參數設定 72
4.2 I/O模組軟體位址規劃 75
4.3 PLC階梯圖程式編輯 76
第五節 系統建置結論 82
第伍章 結論與未來研究 83
第一節 結論 83
第二節 未來研究及建議 84
附錄一 製程區域及周界氣體偵測器I/O標記名稱定義表節錄 87
附錄二 製程區及周界區域畫面 93
附錄三 警報查詢畫面程式 95
附錄四 PLC階梯圖節錄 97

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