淺談高壓電源驅(qū)動螺桿壓縮機(jī)的PLC電控設(shè)計(三）
二、PLC的程序設(shè)計、編制：
完成了原理圖設(shè)計及PLC的硬件結(jié)構(gòu)配置，程序設(shè)計是PLC應(yīng)用中最關(guān)鍵及工作量最大的工作，根據(jù)SIEMENS-S7-200系列PLC的編程軟件的特點，本案采用分塊結(jié)構(gòu)方式設(shè)計編制程序（也稱模塊化程序結(jié)構(gòu) ），分塊結(jié)構(gòu)的好處是：它具有很大的靈活性，可以把一個復(fù)雜的控制工程分解成多個規(guī)模較小控制任務(wù)，另外還可以把一些任務(wù)分配給子程序來承擔(dān)，這樣把一個復(fù)雜的工程變成多個簡單工作，從而使編程得以簡單容易。因為程序是模塊化的，在程序調(diào)試中也可以分塊調(diào)試，局部調(diào)試完成后再總體合成統(tǒng)調(diào)，若發(fā)現(xiàn)程序編制錯誤，只要修改某一個模塊內(nèi)容即可，不會影響到其他程序模塊。
西門子S7-200系列PLC編程軟件STEP7-MicroWIN，現(xiàn)已升級到SP9版本，但在編制模塊化程序時還是有個小問題，即該軟件不支持直接寫模塊程序開頭的標(biāo)題名稱，這樣會給修改調(diào)試程序時帶來不便。這里介紹個小方法，即在塊程序的開頭編寫一句無用程序，用你編程中用不到的數(shù)字量位資源，比如用I5.0做一個常開輸入，再用一個Q5.0做一個輸出，然后就可以在這句程序上寫你模塊程序的標(biāo)題了，為查找方便再點上書簽標(biāo)記。另外還有一件事必須要做的，將你程序中所要用到的位、字節(jié)、字、雙字都在編程軟件的符號表中注上中文名稱，文字長度一般為2-4個字，最多不要超過6個，這樣你在編寫程序中凡是已將位、字節(jié)、字、雙字編入符號表的地址均提供中文名稱顯示，做這件事的緣由是因為你再好的腦子也不可能記住那么多的由字母和數(shù)字組成符號背后的真正含義，即使你先做好一張地址與名稱的對應(yīng)表格，那查找也沒有直接顯示來的方便，你即然有時間做表格還不如花點時間把中文名稱直接輸入符號表中來的方便。以下以程序塊為標(biāo)題予以敘述。
1.初始化程序：本案初始化程序有三個功能 ⑴清零操作：在主程序未運行前先對相關(guān)數(shù)據(jù)寄存器清除原數(shù)據(jù)使其值為零，該操作只需維持一個掃描周期。例如壓縮機(jī)的排氣壓力、排氣溫度等數(shù)據(jù)寄存器在上次運行時殘留了數(shù)據(jù)，在開機(jī)前需將其清除待重新輸入新數(shù)據(jù)在人機(jī)界面顯示。⑵賦值操作：對相關(guān)數(shù)據(jù)寄存器預(yù)置特定的值參與程序運行，此操作也只需維持一個掃描周期。例如壓縮機(jī)配置有8個模擬量輸入信號，為提高模擬量信號抗干擾的能力，采用軟件方式抗干擾也是選擇之一，本案對采集到的模擬量信號采用累加N次后再除N，這樣干擾源產(chǎn)生的誤差被平均了，為此要預(yù)先在初始化程序中先賦值。⑶開通子程序：開通---允許子程序參與主程序共同運行。0號子程序采用SM0.1來開通（只執(zhí)行一個掃描周期）。2號子程序采用數(shù)字量邏輯判斷來開通，開通時需滿足PLC擴(kuò)展模塊正常連接與判斷電源是否正常，否則該子程序不參與主程序運行。其余子程序直接用SM0.0來開通，即在主程序運行中始終開通。（關(guān)與子程序的內(nèi)容在本章最末一節(jié)來介紹）
2.數(shù)字量邏輯控制程序：本節(jié)程序是用來解決壓縮機(jī)的啟動與停機(jī)、加卸載電磁閥的接通與斷開、冷卻風(fēng)機(jī)的運行與停止、380V控制電源保護(hù)、高壓電機(jī)繞組加熱帶工作、以及3個輸出信號狀態(tài)等。
⑴壓縮機(jī)的啟動與停機(jī)：實際是PLC控制高壓出線柜內(nèi)的真空斷路器（也可以是真空接觸器）的合閘與分閘，然后才有高壓電機(jī)的運轉(zhuǎn)與停止。編程時要注意的是真空斷路器都是電動操作的，分合閘都不允許長期通電，給出的分合閘信號保持2-3秒即可。程序編制內(nèi)容主要有允許運行條件判定、啟動、停機(jī)三段組成，允許運行條件有：壓縮機(jī)無重故障、高壓出線柜備妥、急停按鈕未按下等內(nèi)容組成。啟動、停機(jī)分為機(jī)旁、遠(yuǎn)程、聯(lián)控三種操作模式，當(dāng)設(shè)定機(jī)旁模式，遠(yuǎn)程、聯(lián)控操作無效。當(dāng)設(shè)定遠(yuǎn)程模式，機(jī)旁、聯(lián)控操作無效。同樣當(dāng)設(shè)定聯(lián)控模式，機(jī)旁、遠(yuǎn)程操作無效。但不管何種設(shè)定模式急停操作在機(jī)旁均為有效。壓縮機(jī)停機(jī)還要設(shè)置停機(jī)延時，延時時間的設(shè)置對用戶開放。另外還有空載過久停機(jī)程序段，壓縮機(jī)卸載后即進(jìn)行卸載計時，當(dāng)計時值等于大于空載過久停機(jī)延時設(shè)定值時執(zhí)行停機(jī)?？蛰d過久停機(jī)程序要保證當(dāng)排氣壓力低于加載壓力時壓縮機(jī)會自動啟動，不需人工干預(yù)，本程序段的空載過久停機(jī)延時設(shè)置同樣也要對用戶開放。
⑵加卸載電磁閥：當(dāng)壓縮機(jī)啟動后高壓電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值，電磁閥經(jīng)加載延時后接通使壓縮機(jī)進(jìn)入加載運行，當(dāng)排氣壓力高于卸載壓力時電磁閥斷開，當(dāng)排氣壓力低于加載壓力電磁閥接通。電磁閥的開通與斷開分為手動、自動兩種操作模式，設(shè)定自動模式電磁閥按上述要求自動接通與斷開，設(shè)定手動模式主要用于壓縮機(jī)聯(lián)控時由上位計算機(jī)來控制電磁閥的開通與斷開（大多用戶不需要這樣的操作）。
⑶冷卻風(fēng)機(jī)的運行與停止：本案壓縮機(jī)風(fēng)冷采用三臺風(fēng)機(jī)，兩臺用于氣冷，一臺用于油冷。冷卻風(fēng)機(jī)的運轉(zhuǎn)與停止采用溫度控制，程序編制要滿足當(dāng)螺桿機(jī)頭的出口排氣溫度變化，大于設(shè)定值時冷卻風(fēng)機(jī)自動開啟運行，低于設(shè)定值時冷卻風(fēng)機(jī)停止運行，冷卻風(fēng)機(jī)的開啟溫度與停止溫度設(shè)置對用戶開放。
⑷380V控制電源保護(hù)：高壓電源壓縮機(jī)由兩套電源供電，PLC電控及冷卻風(fēng)機(jī)等由380V低壓電源提供，高壓電機(jī)驅(qū)動電源由高壓出線柜提供，為了保護(hù)壓縮機(jī)運行中380電源掉電使PLC系統(tǒng)失去對壓縮機(jī)的監(jiān)控，本段程序提供當(dāng)380V掉電時發(fā)出壓縮機(jī)停機(jī)指令，高壓出線柜即執(zhí)行分閘操作，使高壓電機(jī)停止運行。
⑸高壓電機(jī)繞組加熱帶:高壓電機(jī)為了防止電機(jī)繞組受潮，配置了繞組加熱帶，控制程序提供手動與自動兩種工作模式，另外加熱操作必須在電機(jī)停止時允許工作，程序編制要禁止電機(jī)運行中加熱（包括手動），自動加熱是電機(jī)停機(jī)后自動對繞組進(jìn)行加熱操作，手動則是電機(jī)停機(jī)后，手動操作加熱，兩種操作模式程序選擇對用戶開放。
⑹三個輸出信號狀態(tài)：本案提供壓縮機(jī)PLC電控系統(tǒng)電源上電、壓縮機(jī)運行、壓縮機(jī)故障三個用戶遠(yuǎn)程信號。同時還用于壓縮機(jī)控制面板的指示燈顯示、聯(lián)控時用于對壓縮機(jī)運行狀態(tài)的判斷、用于用戶遠(yuǎn)程DCS集控系統(tǒng)對壓縮機(jī)的數(shù)字量信息采樣。電源上電信號程序編制比較簡單，只要380V通電后即發(fā)出ON信號。運行信號是指只要主電機(jī)轉(zhuǎn)動（不管電磁閥是否接通），程序即發(fā)出ON信號，這里要注意不要將執(zhí)行高壓出線柜的合閘信號直接引入，應(yīng)為那個信號只保持2-3秒。重故障信號是指壓縮機(jī)所有的重故障發(fā)生時產(chǎn)生的總輸出（輕故障報警在觸摸屏中給出）。數(shù)字量邏輯控制程序在編制時最好做成兩個程序模塊，將復(fù)雜邏輯判斷、位控制（內(nèi)部繼電器）做成一個塊，將最終的執(zhí)行輸出再做一個塊（即與PLC輸出的物理口地址有關(guān)的），這樣做的好處是當(dāng)你編制的程序經(jīng)多個項目應(yīng)用成熟后，若一旦PLC輸出地址需要改變，那你只要簡單的改變輸出地址就可，否則你將兩塊程序混在一起，需要變更輸出地址時將會牽一發(fā)而動全身，給自己帶來不必要的麻煩。
