時間:2013-02-28 11:59:47來源:上海正航電子
當(dāng)壓縮空氣需求量大時,為了保證可靠供應(yīng),就需要安裝多臺空氣壓縮機(jī)。某單位是鐵路貨運編組站,有五臺壓縮機(jī),安裝時間、空壓機(jī)型號并不相同。而最多3臺工作即可滿足要求,另外2臺作為備用。要求五臺壓縮機(jī)工作時間基本相同,當(dāng)有一臺出現(xiàn)故障時就自動停機(jī),當(dāng)故障消除時又自動投入。故障發(fā)生后,備用機(jī)在需要時投入運行。我們根據(jù)工程要求,設(shè)計了自動輪換的PLC軟件。由工控機(jī)+組態(tài)軟件作為監(jiān)視管理用。PLC采用了正航A5系列。
一. 概述
五臺機(jī)器根據(jù)其工作狀況不同,可以分為以下幾種工況。
運行:空壓機(jī)正在運轉(zhuǎn)中,正在對系統(tǒng)供應(yīng)壓縮氣體。
停機(jī):沒有運行。如果儲罐壓力低于設(shè)定值時,可以投入運行。
待機(jī):沒有運行,也不在停機(jī)狀態(tài)。即便是壓力低于設(shè)定壓力也不會啟動。
故障;空壓機(jī)出現(xiàn)故障,等待維修,無法投入運行。
主機(jī):當(dāng)壓力低時,最先啟動的那臺為主機(jī)。
補(bǔ)機(jī):當(dāng)主機(jī)已經(jīng)運行壓力仍然低于要求壓力時,要補(bǔ)充啟動的機(jī)器為補(bǔ)機(jī)。
五臺壓縮機(jī)依次編號為1、2、3、4、5號。
其中處在運行中的壓縮機(jī)最多為3臺。停機(jī)的壓縮機(jī)應(yīng)該保證為0、1或2臺。待機(jī)的壓縮機(jī)最多為2臺。故障機(jī)最多為2臺。主機(jī)為1臺,補(bǔ)機(jī)為2臺。
壓力段設(shè)置如下圖:
壓力由模擬量模塊采集,以數(shù)字形式設(shè)置壓力段。壓力由壓力變送器采集,轉(zhuǎn)換為DC 0-10V電壓,送給PLC的模擬量模塊。經(jīng)過調(diào)零及增益調(diào)整,0-1Mpa對應(yīng)數(shù)字量為0-1000。要求的壓力范圍為0.62-0.75Mpa,對應(yīng)數(shù)字量為620-750。
五臺壓縮機(jī)中有三臺運行即滿足壓力需求。開機(jī)前首先要選擇主機(jī)。沒有故障機(jī)時,一旦主機(jī)選定,輔機(jī)依次為主機(jī)后的2臺。主機(jī)出現(xiàn)故障時,主機(jī)后最近的輔機(jī)上升為主機(jī),原來排在補(bǔ)機(jī)后的待機(jī)壓縮機(jī)上升為停機(jī)狀態(tài)。當(dāng)輔機(jī)出現(xiàn)故障時,最近的處在待機(jī)狀態(tài)的壓縮機(jī)上升為停機(jī)狀態(tài)。本程序中主機(jī)的選擇要通過手動操作完成。在無故障時,如1號機(jī)為主機(jī),2、3好為輔機(jī),2、3號為主機(jī)時,依此類推。當(dāng)4號為主機(jī)時,5號及1號為補(bǔ)機(jī)。當(dāng)5號為主機(jī)時,1、2號為補(bǔ)機(jī)。依此循環(huán)。
當(dāng)出現(xiàn)故障時,維修完成后,要手動復(fù)位;視其所排的次序及其后的機(jī)器工作狀態(tài)來決定其能否投入正常狀態(tài)。如果壓力高,其次序后的機(jī)器都沒有運行它可以投入正常狀態(tài)。比如1號為主機(jī),2號要恢復(fù)故障,當(dāng)按下其復(fù)位按鈕后,3號如正運行,它要等3號停機(jī)后才能恢復(fù)為1號主機(jī),在3號停機(jī)前它一直等待。2號恢復(fù)為1號補(bǔ)機(jī)后,原來的2號補(bǔ)機(jī)變成待機(jī)狀態(tài)。
初始啟動時,空氣儲罐壓力為0。先啟動第一臺。如壓力不夠,在B點以下,經(jīng)過一段延時啟動第二臺。當(dāng)壓力檢測經(jīng)過一段時間延時,還在A點以下時,啟動第三臺。最多啟動三臺。每臺啟動后要壓力檢測要經(jīng)過延時處理,以防止在壓力臨界時頻繁啟動停止。延時的時間根據(jù)系統(tǒng)狀況確定,本程序中為T1是60S。當(dāng)壓力達(dá)到或超過D點時,經(jīng)過一段時間延時,本程序中為T2是5S,壓力仍在D點以上即停止最后啟動的那臺,即2號補(bǔ)機(jī)。壓力達(dá)到或超過E點時,經(jīng)過延時檢測停1號補(bǔ)機(jī)。壓力達(dá)到或超過F點時,經(jīng)過延時檢測停主機(jī),三臺全部停止,都處在停機(jī)狀態(tài)。
二.程序的編寫
本程序為先起后停方式控制,主機(jī)手動選擇。故障恢復(fù)按鈕按下后要等條件允許才恢復(fù)。本程序的思路適合于各種有步進(jìn)功能的PLC。
2.1 程序的基本結(jié)構(gòu)
模擬輸入模塊調(diào)零并調(diào)整增益以滿足要求。模擬量在程序中并不經(jīng)過運算處理,僅用作壓力界限的判斷。程序有自動運行程序,有手動運行程序。在手動時,各臺壓縮機(jī)由手動起停操作。在自動模式時,有步進(jìn)程序控制。
程序中壓縮機(jī)臺數(shù)控制采用步進(jìn)程序判斷。當(dāng)選擇好主機(jī)并按下啟動按鈕時程序進(jìn)入步進(jìn)程序。由壓力界限值及實時采集的壓力值判斷應(yīng)啟動的臺數(shù)。
2.2 步進(jìn)程序
當(dāng)選擇好主機(jī)后,輔機(jī)就為其次序號碼后面的機(jī)器。“自動啟動”按鈕按下時,就啟動步進(jìn)程序。步進(jìn)程序有1臺運行的程序,有2臺運行的程序,有3臺運行的程序。結(jié)構(gòu)如下:
2.3 系統(tǒng)的保護(hù)
初始開機(jī)或當(dāng)壓力由高向低變化時,要啟動多臺機(jī)器時,要延時一段時間在增加一臺機(jī)器投入運行。本程序中延時時間為60S。而當(dāng)壓力升高時,也需要延時,但延時時間設(shè)置為5S。是因為壓力一定不能超過上限。延時的作用還可減少壓力在判斷點處時,頻繁啟動、停止機(jī)器。
而空壓機(jī)本身還有自己的壓力超高保護(hù)。當(dāng)用自動控制時,它本身的高壓保護(hù)點設(shè)置高于三臺全不啟動的F點。當(dāng)PLC系統(tǒng)故障時,恢復(fù)原來的設(shè)置即可。它又可以正常手動運行了。
當(dāng)上位機(jī)——工控機(jī)出問題時,并不影響下位機(jī)PLC的運行,還可以繼續(xù)工作。等工控機(jī)的維修完畢,投入工作,仍然工作正常。
三. 上位機(jī)及組態(tài)軟件
上位機(jī)采用研華IPC610。組態(tài)軟件采用MCGS。在上位機(jī)監(jiān)視各臺機(jī)器的運行狀態(tài)。各臺機(jī)器的工況一目了然。當(dāng)報警發(fā)生時工控機(jī)發(fā)出聲音報警。當(dāng)有某臺機(jī)器工況變化時,工控機(jī)以聲音形式報告。工控機(jī)的聲音是事先錄制好的聲音文件,在需要時由MCGS調(diào)用。
四. 應(yīng)用效果
采用了PLC及組態(tài)軟件后,明顯減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度,提高了自動化水平。并且有歷史故障記錄。受到客戶的好評。
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