一引言

當(dāng)壓縮空氣需求量大時(shí)，為了保證可靠供應(yīng)，就需要安裝多臺(tái)空氣壓縮機(jī)。有6臺(tái)壓縮機(jī)，安裝時(shí)間、空壓機(jī)型號(hào)并不相同。而最多3臺(tái)工作即可滿足要求，另外3臺(tái)作為備用。要求6臺(tái)壓縮機(jī)工作時(shí)間基本相同，當(dāng)有一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)就自動(dòng)停機(jī)，當(dāng)故障消除時(shí)又自動(dòng)投入。故障發(fā)生后，備用機(jī)在需要時(shí)投入運(yùn)行。我們根據(jù)工程要求，設(shè)計(jì)了自動(dòng)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采用了喬伊絲W200系列CPU226 。

二 介紹與設(shè)計(jì)

      6臺(tái)機(jī)器根據(jù)其工作狀況不同，可以分為以下幾種工況。

運(yùn)行：空壓機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)中，正在對(duì)系統(tǒng)供應(yīng)壓縮氣體。

停機(jī)：沒有運(yùn)行。如果儲(chǔ)罐壓力低于設(shè)定值時(shí)，可以投入運(yùn)行。

待機(jī)：沒有運(yùn)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(huì)啟動(dòng)。

故障；空壓機(jī)出現(xiàn)故障，等待維修，無法投入運(yùn)行。

主機(jī)：當(dāng)壓力低時(shí)，最先啟動(dòng)的那臺(tái)為主機(jī)。

補(bǔ)機(jī)：當(dāng)主機(jī)已經(jīng)運(yùn)行壓力仍然低于要求壓力時(shí)，要補(bǔ)充啟動(dòng)的機(jī)器為補(bǔ)機(jī)。  6臺(tái)壓縮機(jī)依次編號(hào)為1、2、3、4、5，6號(hào)。

其中處在運(yùn)行中的壓縮機(jī)最多為3臺(tái)，備用3臺(tái)

       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。

   1．3 控制要求

   6臺(tái)壓縮機(jī)中有三臺(tái)運(yùn)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(shí)，一旦主機(jī)選定，輔機(jī)依次為主機(jī)后的2臺(tái)。主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，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(shí)，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(dòng)操作完成。在無故障時(shí)，如1號(hào)機(jī)為主機(jī)，2、3好為輔機(jī)，2、3號(hào)為主機(jī)時(shí)，依此類推。當(dāng)4號(hào)為主機(jī)時(shí)，5號(hào)及6號(hào)為補(bǔ)機(jī)。當(dāng)6號(hào)為主機(jī)時(shí)，1、2號(hào)為補(bǔ)機(jī)。依此循環(huán)。

   當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，維修完成后，要手動(dòng)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(yùn)行它可以投入正常狀態(tài)。比如1號(hào)為主機(jī)，2號(hào)要恢復(fù)故障，當(dāng)按下其復(fù)位按鈕后，3號(hào)如正運(yùn)行，它要等3號(hào)停機(jī)后才能恢復(fù)為1號(hào)主機(jī)，在3號(hào)停機(jī)前它一直等待。2號(hào)恢復(fù)為1號(hào)補(bǔ)機(jī)后，原來的2號(hào)補(bǔ)機(jī)變成待機(jī)狀態(tài)。

   初始啟動(dòng)時(shí)，空氣儲(chǔ)罐壓力為0。先啟動(dòng)第一臺(tái)。如壓力不夠，在B點(diǎn)以下，經(jīng)過一段延時(shí)啟動(dòng)第二臺(tái)。當(dāng)壓力檢測(cè)經(jīng)過一段時(shí)間延時(shí)，還在A點(diǎn)以下時(shí)，啟動(dòng)第三臺(tái)。最多啟動(dòng)三臺(tái)。每臺(tái)啟動(dòng)后要壓力檢測(cè)要經(jīng)過延時(shí)處理，以防止在壓力臨界時(shí)頻繁啟動(dòng)停止。延時(shí)的時(shí)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(diǎn)時(shí)，經(jīng)過一段時(shí)間延時(shí)，本程序中為T2是5S，壓力仍在D點(diǎn)以上即停止最后啟動(dòng)的那臺(tái)，即2號(hào)補(bǔ)機(jī)。壓力達(dá)到或超過E點(diǎn)時(shí)，經(jīng)過延時(shí)檢測(cè)停1號(hào)補(bǔ)機(jī)。壓力達(dá)到或超過F點(diǎn)時(shí)，經(jīng)過延時(shí)檢測(cè)停主機(jī)，三臺(tái)全部停止，都處在停機(jī)狀態(tài)。

   二．程序的編寫

本程序?yàn)橄绕鸷笸７绞娇刂疲鳈C(jī)手動(dòng)選擇。故障恢復(fù)按鈕按下后要等條件允許才恢復(fù)。

PLC選型 選擇喬伊絲自動(dòng)化W200系列CPU224和一個(gè)模擬量輸入模塊EM231-4AI

   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(yùn)算處理，僅用作壓力界限的判斷。程序有自動(dòng)運(yùn)行程序，有手動(dòng)運(yùn)行程序。在手動(dòng)時(shí)，各臺(tái)壓縮機(jī)由手動(dòng)起停操作。在自動(dòng)模式時(shí)，有步進(jìn)程序控制。

   程序中壓縮機(jī)臺(tái)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(dòng)按鈕時(shí)程序進(jìn)入步進(jìn)程序。由壓力界限值及實(shí)時(shí)采集的壓力值判斷應(yīng)啟動(dòng)的臺(tái)數(shù)。

   2．2 程序

   當(dāng)選擇好主機(jī)后，輔機(jī)就為其次序號(hào)碼后面的機(jī)器。“自動(dòng)啟動(dòng)”按鈕按下時(shí)，就啟動(dòng)步進(jìn)程序。步進(jìn)程序有1臺(tái)運(yùn)行的程序，有2臺(tái)運(yùn)行的程序，有3臺(tái)運(yùn)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(shí)，要啟動(dòng)多臺(tái)機(jī)器時(shí)，要延時(shí)一段時(shí)間在增加一臺(tái)機(jī)器投入運(yùn)行。本程序中延時(shí)時(shí)間為60S。而當(dāng)壓力升高時(shí)，也需要延時(shí)，但延時(shí)時(shí)間設(shè)置為5S。是因?yàn)閴毫σ欢ú荒艹^上限。延時(shí)的作用還可減少壓力在判斷點(diǎn)處時(shí)，頻繁啟動(dòng)、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(dòng)控制時(shí)，它本身的高壓保護(hù)點(diǎn)設(shè)置高于三臺(tái)全不啟動(dòng)的F點(diǎn)。當(dāng)PLC系統(tǒng)故障時(shí)，恢復(fù)原來的設(shè)置即可。它又可以正常手動(dòng)運(yùn)行了。

   當(dāng)上位機(jī)—工控機(jī)出問題時(shí)，并不影響下位機(jī)PLC的運(yùn)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。

四． 總結(jié)    

本文主要介紹了一種喬伊絲自動(dòng)化W200系列PLC在空壓機(jī)中的運(yùn)用，采用了PLC及組態(tài)軟件后，明顯減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了自動(dòng)化水平。并且有歷史故障記錄。受到客戶的好評(píng)。