PLC及組態(tài)軟件在空壓機(jī)輪換控制上的應(yīng)用

　　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)。某單位是鐵路貨運(yùn)編組站，有五臺(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2臺(tái)作為備用。要求五臺(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采用了正航A3系列。

一． 概述

　　1．1 幾個(gè)名詞

　　五臺(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)。

　　五臺(tái)壓縮機(jī)依次編號(hào)為1、2、3、4、5號(hào)。

　　其中處在運(yùn)行中的壓縮機(jī)最多為3臺(tái)。停機(jī)的壓縮機(jī)應(yīng)該保證為0、1或2臺(tái)。待機(jī)的壓縮機(jī)最多為2臺(tái)。故障機(jī)最多為2臺(tái)。主機(jī)為1臺(tái)，補(bǔ)機(jī)為2臺(tái)。

　　1．2 壓力設(shè)置

　　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(duì)應(yīng)數(shù)字量為0-1000。要求的壓力范圍為0.62-0.75Mpa，對(duì)應(yīng)數(shù)字量為620-750。

　　1．3 控制要求

　　五臺(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1號(hào)為補(bǔ)機(jī)。當(dāng)5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)檢測停主機(jī)，三臺(tái)全部停止，都處在停機(jī)狀態(tài)。