PLC及組态軟件在(zài)空壓機輪換控制上(shàng)的(de)應用

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- PLC及組态軟件在(zài)空壓機輪換控制上(shàng)的(de)應用
- 發布時(shí)間: 2013.02.27
- 當壓縮空氣需求量大(dà)時(shí)，爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)保證可靠供應，就(jiù)需要(yào / yāo)安裝多台空氣壓縮機。某單位是(shì)鐵路貨運編組站，有五台壓縮機，安裝時(shí)間、空壓機型号并不(bù)相同。而(ér)最多3台工作即可滿足要(yào / yāo)求，另外2台作爲(wéi / wèi)備用。要(yào / yāo)求五台壓縮機工作時(shí)間基本相同，當有一(yī / yì ／yí)台出(chū)現故障時(shí)就(jiù)自動停機，當故障消除時(shí)又自動投入。故障發生後，備用機在(zài)需要(yào / yāo)時(shí)投入運行。我們根據工程要(yào / yāo)求，設計了(le／liǎo)自動輪換的(de)PLC軟件。由工控機+組态軟件作爲(wéi / wèi)監視管理用。PLC采用了(le／liǎo)正航A5系列。
  
  一(yī / yì ／yí)．概述
  
  1．1 幾個(gè)名詞
  
  五台機器根據其工作狀況不(bù)同，可以(yǐ)分爲(wéi / wèi)以(yǐ)下幾種工況。
  
  運行：空壓機正在(zài)運轉中，正在(zài)對系統供應壓縮氣體。
  
  停機：沒有運行。如果儲罐壓力低于(yú)設定值時(shí)，可以(yǐ)投入運行。
  
  待機：沒有運行，也(yě)不(bù)在(zài)停機狀态。即便是(shì)壓力低于(yú)設定壓力也(yě)不(bù)會啓動。
  
  故障；空壓機出(chū)現故障，等待維修，無法投入運行。
  
  主機：當壓力低時(shí)，最先啓動的(de)那台爲(wéi / wèi)主機。
  
  補機：當主機已經運行壓力仍然低于(yú)要(yào / yāo)求壓力時(shí)，要(yào / yāo)補充啓動的(de)機器爲(wéi / wèi)補機。
  
  五台壓縮機依次編号爲(wéi / wèi)1、2、3、4、5号。
  
  其中處在(zài)運行中的(de)壓縮機最多爲(wéi / wèi)3台。停機的(de)壓縮機應該保證爲(wéi / wèi)0、1或2台。待機的(de)壓縮機最多爲(wéi / wèi)2台。故障機最多爲(wéi / wèi)2台。主機爲(wéi / wèi)1台，補機爲(wéi / wèi)2台。
  
  1．2 壓力設置
  
  壓力段設置如下圖：
  
  壓力由模拟量模塊采集，以(yǐ)數字形式設置壓力段。壓力由壓力變送器采集，轉換爲(wéi / wèi)DC 0-10V電壓，送給PLC的(de)模拟量模塊。經過調零及增益調整，0-1Mpa對應數字量爲(wéi / wèi)0-1000。要(yào / yāo)求的(de)壓力範圍爲(wéi / wèi)0.62-0.75Mpa，對應數字量爲(wéi / wèi)620-750。
  
  1．3 控制要(yào / yāo)求
  
  五台壓縮機中有三台運行即滿足壓力需求。開機前首先要(yào / yāo)選擇主機。沒有故障機時(shí)，一(yī / yì ／yí)旦主機選定，輔機依次爲(wéi / wèi)主機後的(de)2台。主機出(chū)現故障時(shí)，主機後最近的(de)輔機上(shàng)升爲(wéi / wèi)主機，原來(lái)排在(zài)補機後的(de)待機壓縮機上(shàng)升爲(wéi / wèi)停機狀态。當輔機出(chū)現故障時(shí)，最近的(de)處在(zài)待機狀态的(de)壓縮機上(shàng)升爲(wéi / wèi)停機狀态。本程序中主機的(de)選擇要(yào / yāo)通過手動操作完成。在(zài)無故障時(shí)，如1号機爲(wéi / wèi)主機，2、3好爲(wéi / wèi)輔機，2、3号爲(wéi / wèi)主機時(shí)，依此類推。當4号爲(wéi / wèi)主機時(shí)，5号及1号爲(wéi / wèi)補機。當5号爲(wéi / wèi)主機時(shí)，1、2号爲(wéi / wèi)補機。依此循環。
  
  當出(chū)現故障時(shí)，維修完成後，要(yào / yāo)手動複位；視其所排的(de)次序及其後的(de)機器工作狀态來(lái)決定其能否投入正常狀态。如果壓力高，其次序後的(de)機器都沒有運行它可以(yǐ)投入正常狀态。比如1号爲(wéi / wèi)主機，2号要(yào / yāo)恢複故障，當按下其複位按鈕後，3号如正運行，它要(yào / yāo)等3号停機後才能恢複爲(wéi / wèi)1号主機，在(zài)3号停機前它一(yī / yì ／yí)直等待。2号恢複爲(wéi / wèi)1号補機後，原來(lái)的(de)2号補機變成待機狀态。
  
  初始啓動時(shí)，空氣儲罐壓力爲(wéi / wèi)0。先啓動第一(yī / yì ／yí)台。如壓力不(bù)夠，在(zài)B點以(yǐ)下，經過一(yī / yì ／yí)段延時(shí)啓動第二台。當壓力檢測經過一(yī / yì ／yí)段時(shí)間延時(shí)，還在(zài)A點以(yǐ)下時(shí)，啓動第三台。最多啓動三台。每台啓動後要(yào / yāo)壓力檢測要(yào / yāo)經過延時(shí)處理，以(yǐ)防止在(zài)壓力臨界時(shí)頻繁啓動停止。延時(shí)的(de)時(shí)間根據系統狀況确定，本程序中爲(wéi / wèi)T1是(shì)60S。當壓力達到(dào)或超過D點時(shí)，經過一(yī / yì ／yí)段時(shí)間延時(shí)，本程序中爲(wéi / wèi)T2是(shì)5S，壓力仍在(zài)D點以(yǐ)上(shàng)即停止最後啓動的(de)那台，即2号補機。壓力達到(dào)或超過E點時(shí)，經過延時(shí)檢測停1号補機。壓力達到(dào)或超過F點時(shí)，經過延時(shí)檢測停主機，三台全部停止，都處在(zài)停機狀态。
  
  二．程序的(de)編寫
  
  本程序爲(wéi / wèi)先起後停方式控制，主機手動選擇。故障恢複按鈕按下後要(yào / yāo)等條件允許才恢複。本程序的(de)思路适合于(yú)各種有步進功能的(de)PLC。
  
  2．1 程序的(de)基本結構
  
  模拟輸入模塊調零并調整增益以(yǐ)滿足要(yào / yāo)求。模拟量在(zài)程序中并不(bù)經過運算處理，僅用作壓力界限的(de)判斷。程序有自動運行程序，有手動運行程序。在(zài)手動時(shí)，各台壓縮機由手動起停操作。在(zài)自動模式時(shí)，有步進程序控制。
  
  程序中壓縮機台數控制采用步進程序判斷。當選擇好主機并按下啓動按鈕時(shí)程序進入步進程序。由壓力界限值及實時(shí)采集的(de)壓力值判斷應啓動的(de)台數。
  
  2．2 步進程序
  
  當選擇好主機後，輔機就(jiù)爲(wéi / wèi)其次序号碼後面的(de)機器。“自動啓動”按鈕按下時(shí)，就(jiù)啓動步進程序。步進程序有1台運行的(de)程序，有2台運行的(de)程序，有3台運行的(de)程序。結構如下：
  
  2.3 系統的(de)保護
  
  初始開機或當壓力由高向低變化時(shí)，要(yào / yāo)啓動多台機器時(shí)，要(yào / yāo)延時(shí)一(yī / yì ／yí)段時(shí)間在(zài)增加一(yī / yì ／yí)台機器投入運行。本程序中延時(shí)時(shí)間爲(wéi / wèi)60S。而(ér)當壓力升高時(shí)，也(yě)需要(yào / yāo)延時(shí)，但延時(shí)時(shí)間設置爲(wéi / wèi)5S。是(shì)因爲(wéi / wèi)壓力一(yī / yì ／yí)定不(bù)能超過上(shàng)限。延時(shí)的(de)作用還可減少壓力在(zài)判斷點處時(shí)，頻繁啓動、停止機器。
  
  而(ér)空壓機本身還有自己的(de)壓力超高保護。當用自動控制時(shí)，它本身的(de)高壓保護點設置高于(yú)三台全不(bù)啓動的(de)F點。當PLC系統故障時(shí)，恢複原來(lái)的(de)設置即可。它又可以(yǐ)正常手動運行了(le／liǎo)。
  
  當上(shàng)位機——工控機出(chū)問題時(shí)，并不(bù)影響下位機PLC的(de)運行，還可以(yǐ)繼續工作。等工控機的(de)維修完畢，投入工作，仍然工作正常。
  
  三．上(shàng)位機及組态軟件
  
  上(shàng)位機采用研華IPC610。組态軟件采用MCGS。在(zài)上(shàng)位機監視各台機器的(de)運行狀态。各台機器的(de)工況一(yī / yì ／yí)目了(le／liǎo)然。當報警發生時(shí)工控機發出(chū)聲音報警。當有某台機器工況變化時(shí)，工控機以(yǐ)聲音形式報告。工控機的(de)聲音是(shì)事先錄制好的(de)聲音文件，在(zài)需要(yào / yāo)時(shí)由MCGS調用。
  
  四．應用效果
  
  采用了(le／liǎo)PLC及組态軟件後，明顯減輕了(le／liǎo)操作人(rén)員的(de)勞動強度，提高了(le／liǎo)自動化水平。并且有曆史故障記錄。受到(dào)客戶的(de)好評。