摘要：計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，引起了可編程控制器結(jié)構(gòu)和性能的變革，可編程控制器已經(jīng)深深介入機(jī)械制造、電氣控制以及生產(chǎn)過程控制等各個(gè)領(lǐng)域中。本文敘述可編程控制器在壓縮機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，著重闡述了可編程控制器控制系統(tǒng)硬件和軟件的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞: PLC 聯(lián)鎖 壓縮機(jī) [align=center]Application of PLC in Protection Used for Compressor control systems Sinopec Jinan Company LTD. Zhangruiyan Helong Gaoguoping[/align] Abstract ：computer technology and the Internet‘s rapid growth, giving rise to Programmable Logic Control System （PLC） ability changes ，Programmable Logic Control has been deeply involved in the manufacture, control and electrical production process control and other fields, The paper provides the application of PLC on Interlock shut down system, It stresses on the hardware and the software of PLC controlling sysem. Keyword: PLC Interlock Compressor 引言： 可編程序控制器（PLC）是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)的新型的、通用的自動(dòng)控制裝置。它具有功能強(qiáng)、可靠性高、使用靈活方便、易于編程及適應(yīng)性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)。近年來，它在工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)電一體化、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)等方面的應(yīng)用越來越廣，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。其緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格、強(qiáng)大的指令以及較高的可靠性和簡(jiǎn)便的維護(hù),近乎完美的滿足了小規(guī)模的控制要求。壓縮機(jī)組是動(dòng)力的核心，從避免事故和對(duì)機(jī)組保護(hù)的角度考慮，對(duì)機(jī)組的溫度、壓力、和防喘震等都設(shè)計(jì)了嚴(yán)密的聯(lián)鎖程序，在機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，一旦有控制參數(shù)超標(biāo)或有危害機(jī)組安全的因素，控制系統(tǒng)都要按照聯(lián)鎖保護(hù)程序做出相應(yīng)的處理。PLC處理功能強(qiáng)大、掃描速度快，抗干擾能力強(qiáng)，在機(jī)組的聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文以聚丙烯生產(chǎn)中制冷降溫的冰機(jī)為例介紹PLC連鎖保護(hù)設(shè)計(jì)和應(yīng)用。 一、聯(lián)鎖保護(hù)的的必要性和壓縮機(jī)的控制要求 聯(lián)瑣保護(hù)的主要作用是當(dāng)機(jī)組在啟停和運(yùn)行過程中發(fā)生危及設(shè)備和人身安全的故障時(shí)，自動(dòng)采取保護(hù)或聯(lián)鎖措施，防止事故產(chǎn)生和避免事故擴(kuò)大，從而保證機(jī)組的正常啟停和安全運(yùn)行。是通過對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)和機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的嚴(yán)密監(jiān)視，發(fā)生異常情況時(shí)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，必要時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)或切除某些設(shè)備或系統(tǒng)，使機(jī)組維持原負(fù)荷運(yùn)行或減負(fù)荷運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生重大故障而危及機(jī)組設(shè)備時(shí)，停止機(jī)組（或某一部分）運(yùn)行，避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。在上述的壓縮機(jī)控制中，當(dāng)溫度高于70℃、入口壓力低于1 Mpa、機(jī)組潤滑油壓力低于0.5 Mpa、出口壓力高于9 Mpa或者操作員按下緊急停車按扭時(shí)，PLC啟動(dòng)壓縮機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)程序，機(jī)組停止運(yùn)行。 二、硬件配置 １、ＰＬＣ硬件 PLC選用西門子S7-300， S7-300屬于模塊式PLC，主要由機(jī)架、CPU 模塊、信號(hào)模塊、通信處理器、電源模塊和編程設(shè)備組成。在冰機(jī)控制系統(tǒng)的PLC硬件配置中，電源選用PS 307 5A電源模塊，CPU選用標(biāo)準(zhǔn)型315-2DP。數(shù)字量輸入模板選用SM 321 DI 16 x 24 VDC，數(shù)字量輸出模板選用SM 322 DO 8 x 24 VDC/0.5A，模擬量輸入模板選用SM 331 AI 8 × 12 位，模擬量輸出模板選用SM 332 AO 4 × 16 位。 2、人機(jī)界面 操作界面上配置觸摸屏。選用5.7″的LCD顯示屏，具有操作簡(jiǎn)單，顯示直觀的特點(diǎn)，可直接觸動(dòng)屏幕進(jìn)行操作。觸摸屏內(nèi)置通用端口，可通過串行通訊電纜直接與計(jì)算機(jī)及其它含有RS-232C端口的設(shè)備相連。 在本套生產(chǎn)線的實(shí)際應(yīng)用中，為人機(jī)界面設(shè)置了生產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)顯示、I/O監(jiān)控、手動(dòng)操作、設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行指示及故障報(bào)警和報(bào)警幫助等多個(gè)畫面，并應(yīng)用了操作人員等級(jí)密碼設(shè)定等功能。 三、軟件設(shè)計(jì) 1、軟件運(yùn)行 用戶寫好程序并下載到PLC后，一旦開機(jī)運(yùn)行，PLC就循環(huán)執(zhí)行用戶程序。OB1 是用于循環(huán)處理的組織塊（主程序），它可以調(diào)用別的邏輯塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。在起動(dòng)完成后，不斷地循環(huán)調(diào)用OB1，在OB1 中可以調(diào)用其它邏輯塊（FB, SFB, FC 或SFC）。循環(huán)程序處理過程可以被某些事件中斷。在循環(huán)程序處理過程中，CPU 并不直接訪問I/O 模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問CPU 內(nèi)部的輸入/輸出過程映像區(qū)，批量輸入、批量輸出。 ２、測(cè)量參數(shù)運(yùn)算 PLC從傳統(tǒng)的繼電器回路發(fā)展而來，最初的PLC甚至沒有模擬量的處理能力， PLC從開始就強(qiáng)調(diào)的是邏輯運(yùn)算能力。隨著科技的發(fā)展，控制技術(shù)的突飛猛進(jìn)，PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)全面移植到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制上了，已經(jīng)具備了強(qiáng)大的模擬量處理能力。對(duì)于機(jī)組控制，前期由于PLC模擬量處理能力的局限，大部分模擬量參數(shù)的控制都采用開關(guān)，如壓力開關(guān)、液位開關(guān)等。這些開關(guān)大部分是機(jī)械式的，或者是通過設(shè)定器設(shè)定報(bào)警點(diǎn)，從而轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。這樣往往控制精度相對(duì)較低，難免有誤動(dòng)作。隨著PLC模擬量處理能力的強(qiáng)大，模擬量處理模塊的產(chǎn)生，可以把測(cè)量變送器的信號(hào)直接引入PLC處理模塊，在程序中寫入聯(lián)鎖動(dòng)作點(diǎn)。大大的提高的控制精度，減少了誤動(dòng)作。 對(duì)于上述機(jī)組控制，壓縮機(jī)出口壓力控制，通過壓力變送器傳輸4-20mA信號(hào)直接引入模擬量輸入模板 SM 331 AI 8 × 12。CPU只能以二進(jìn)制形式處理模擬量，模擬量輸入模塊用于將模擬過程信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式，模擬量輸出模塊用于將數(shù)字輸出之轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)。在模塊的硬件配置和軟件的設(shè)置中寫入相應(yīng)的參數(shù)，就可以寫入處理程序。根據(jù)本壓縮機(jī)的控制要求，壓縮機(jī)出口壓力變送器量程是0～10Mpa，如果出口壓力超過8 Mpa，PLC輸出報(bào)警，蜂鳴器響，當(dāng)出口壓力達(dá)到9 Mpa時(shí)，為了壓縮機(jī)的安全，就要打開泄壓閥門，模擬量輸入地址為PIW256，PLC報(bào)警輸出點(diǎn)地址為Q2.0，泄壓閥門控制輸出地址為Q2.1，程序如下： 壓縮機(jī)溫度也是壓縮機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)中很重要的參數(shù)，對(duì)于溫度的測(cè)量，直接采用熱電阻，把測(cè)量的歐姆信號(hào)引入模擬量輸入模板 SM 331 AI 8 × 12，設(shè)置好相應(yīng)的硬件參數(shù)后，寫入聯(lián)鎖動(dòng)作程序，對(duì)于上述壓縮機(jī)控制，如果溫度達(dá)到70℃，為了防止事故的發(fā)生，則停止壓縮機(jī)，溫度輸入點(diǎn)地址為PIW260,壓縮機(jī)停機(jī)控制地址為Q2.2。 ３、連鎖保護(hù)程序 在機(jī)組具備開機(jī)的狀態(tài)下，操作員按下開車按扭，壓縮機(jī)自檢沒有報(bào)警信號(hào)后，啟動(dòng)運(yùn)行。在壓縮機(jī)運(yùn)行過程中，PLC程序循環(huán)掃描控制參數(shù)，嚴(yán)密監(jiān)控壓縮機(jī)狀態(tài)，當(dāng)溫度高于70℃、入口壓力低于1 Mpa、機(jī)組潤滑油壓力低于0.5 Mpa、出口壓力高于9 Mpa、操作員按下停止或緊急停車按扭時(shí)，壓縮機(jī)自動(dòng)進(jìn)入聯(lián)瑣程序，調(diào)用聯(lián)瑣處理子程序或根據(jù)事故級(jí)別直接停止壓縮機(jī)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自保和防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。下面是壓縮機(jī)啟停聯(lián)瑣運(yùn)行的一段程序。 四、總結(jié) PLC內(nèi)部資源極其豐富，內(nèi)部存儲(chǔ)器（軟繼電器）數(shù)量往往數(shù)以千數(shù)。PLC采用“軟器件”、“軟觸點(diǎn)”進(jìn)行聯(lián)鎖，它并不改變PLC外部電路的結(jié)構(gòu)，因而不存使電路復(fù)雜化的問題。而這種聯(lián)鎖本質(zhì)上是增加PLC運(yùn)算的條件，使得PLC在進(jìn)行輸出之前需要進(jìn)行更多的安全可靠性判斷，從而使系統(tǒng)的安全可靠性得到提高。 通過系統(tǒng)保護(hù)程序的開發(fā)與運(yùn)行，使PLC能及時(shí)感知系統(tǒng)的故障或存在的事故隱患，并通過保護(hù)程序做出相應(yīng)的反應(yīng)，以防止事故發(fā)生或擴(kuò)大，更好的保護(hù)人身和設(shè)備的安全。 五、參考文獻(xiàn) [1]工業(yè)可編程序控制器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) [J] .航天技術(shù)與民品，1999，（5）：30-31. 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