摘要：計算機和網絡技術的飛速發展，引起了可編程控制器結構和性能的變革，可編程控制器已經深深介入機械制造、電氣控制以及生產過程控制等各個領域中。本文敘述可編程控制器在壓縮機聯鎖保護系統中的應用，著重闡述了可編程控制器控制系統硬件和軟件的應用。 關鍵詞: PLC 聯鎖 壓縮機 [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）是綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術的新型的、通用的自動控制裝置。它具有功能強、可靠性高、使用靈活方便、易于編程及適應性強等一系列優點。近年來，它在工業自動化、機電一體化、傳統產業技術等方面的應用越來越廣，成為現代工業控制的三大支柱之一。其緊湊的設計、良好的擴展性、低廉的價格、強大的指令以及較高的可靠性和簡便的維護,近乎完美的滿足了小規模的控制要求。壓縮機組是動力的核心，從避免事故和對機組保護的角度考慮，對機組的溫度、壓力、和防喘震等都設計了嚴密的聯鎖程序，在機組正常運轉過程中，一旦有控制參數超標或有危害機組安全的因素，控制系統都要按照聯鎖保護程序做出相應的處理。PLC處理功能強大、掃描速度快，抗干擾能力強，在機組的聯鎖保護系統中得到了廣泛的應用。本文以聚丙烯生產中制冷降溫的冰機為例介紹PLC連鎖保護設計和應用。 一、聯鎖保護的的必要性和壓縮機的控制要求 聯瑣保護的主要作用是當機組在啟停和運行過程中發生危及設備和人身安全的故障時，自動采取保護或聯鎖措施，防止事故產生和避免事故擴大，從而保證機組的正常啟停和安全運行。是通過對設備工作狀態和機組運行參數的嚴密監視，發生異常情況時，及時發出報警信號，必要時自動啟動或切除某些設備或系統，使機組維持原負荷運行或減負荷運行。當發生重大故障而危及機組設備時，停止機組（或某一部分）運行，避免事故進一步擴大。在上述的壓縮機控制中，當溫度高于70℃、入口壓力低于1 Mpa、機組潤滑油壓力低于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，PLC啟動壓縮機聯鎖保護程序，機組停止運行。 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，主要由機架、CPU 模塊、信號模塊、通信處理器、電源模塊和編程設備組成。在冰機控制系統的PLC硬件配置中，電源選用PS 307 5A電源模塊，CPU選用標準型315-2DP。數字量輸入模板選用SM 321 DI 16 x 24 VDC，數字量輸出模板選用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，具有操作簡單，顯示直觀的特點，可直接觸動屏幕進行操作。觸摸屏內置通用端口，可通過串行通訊電纜直接與計算機及其它含有RS-232C端口的設備相連。 在本套生產線的實際應用中，為人機界面設置了生產線運行狀態顯示、I/O監控、手動操作、設備自動運行指示及故障報警和報警幫助等多個畫面，并應用了操作人員等級密碼設定等功能。 三、軟件設計 1、軟件運行 用戶寫好程序并下載到PLC后，一旦開機運行，PLC就循環執行用戶程序。OB1 是用于循環處理的組織塊（主程序），它可以調用別的邏輯塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。在起動完成后，不斷地循環調用OB1，在OB1 中可以調用其它邏輯塊（FB, SFB, FC 或SFC）。循環程序處理過程可以被某些事件中斷。在循環程序處理過程中，CPU 并不直接訪問I/O 模塊中的輸入地址區和輸出地址區，而是訪問CPU 內部的輸入/輸出過程映像區，批量輸入、批量輸出。 ２、測量參數運算 PLC從傳統的繼電器回路發展而來，最初的PLC甚至沒有模擬量的處理能力， PLC從開始就強調的是邏輯運算能力。隨著科技的發展，控制技術的突飛猛進，PLC發展到今天，已經全面移植到計算機系統控制上了，已經具備了強大的模擬量處理能力。對于機組控制，前期由于PLC模擬量處理能力的局限，大部分模擬量參數的控制都采用開關，如壓力開關、液位開關等。這些開關大部分是機械式的，或者是通過設定器設定報警點，從而轉換成數字量。這樣往往控制精度相對較低，難免有誤動作。隨著PLC模擬量處理能力的強大，模擬量處理模塊的產生，可以把測量變送器的信號直接引入PLC處理模塊，在程序中寫入聯鎖動作點。大大的提高的控制精度，減少了誤動作。 對于上述機組控制，壓縮機出口壓力控制，通過壓力變送器傳輸4-20mA信號直接引入模擬量輸入模板 SM 331 AI 8 × 12。CPU只能以二進制形式處理模擬量，模擬量輸入模塊用于將模擬過程信號轉化為數字形式，模擬量輸出模塊用于將數字輸出之轉化為模擬信號。在模塊的硬件配置和軟件的設置中寫入相應的參數，就可以寫入處理程序。根據本壓縮機的控制要求，壓縮機出口壓力變送器量程是0～10Mpa，如果出口壓力超過8 Mpa，PLC輸出報警，蜂鳴器響，當出口壓力達到9 Mpa時，為了壓縮機的安全，就要打開泄壓閥門，模擬量輸入地址為PIW256，PLC報警輸出點地址為Q2.0，泄壓閥門控制輸出地址為Q2.1，程序如下： 壓縮機溫度也是壓縮機聯鎖保護中很重要的參數，對于溫度的測量，直接采用熱電阻，把測量的歐姆信號引入模擬量輸入模板 SM 331 AI 8 × 12，設置好相應的硬件參數后，寫入聯鎖動作程序，對于上述壓縮機控制，如果溫度達到70℃，為了防止事故的發生，則停止壓縮機，溫度輸入點地址為PIW260,壓縮機停機控制地址為Q2.2。 ３、連鎖保護程序 在機組具備開機的狀態下，操作員按下開車按扭，壓縮機自檢沒有報警信號后，啟動運行。在壓縮機運行過程中，PLC程序循環掃描控制參數，嚴密監控壓縮機狀態，當溫度高于70℃、入口壓力低于1 Mpa、機組潤滑油壓力低于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，壓縮機自動進入聯瑣程序，調用聯瑣處理子程序或根據事故級別直接停止壓縮機的運行，實現設備自保和防止事故的進一步擴大。下面是壓縮機啟停聯瑣運行的一段程序。 四、總結 PLC內部資源極其豐富，內部存儲器（軟繼電器）數量往往數以千數。PLC采用“軟器件”、“軟觸點”進行聯鎖，它并不改變PLC外部電路的結構，因而不存使電路復雜化的問題。而這種聯鎖本質上是增加PLC運算的條件，使得PLC在進行輸出之前需要進行更多的安全可靠性判斷，從而使系統的安全可靠性得到提高。 通過系統保護程序的開發與運行，使PLC能及時感知系統的故障或存在的事故隱患，并通過保護程序做出相應的反應，以防止事故發生或擴大，更好的保護人身和設備的安全。 五、參考文獻 [1]工業可編程序控制器的現狀與發展趨勢 [J] .航天技術與民品，1999，（5）：30-31. [2]西門子公司.SIEMENS SIMATIC S7-200 可編程序控制器系統手冊,2002 [3] 楊維明，徐萍萍，陳建新.PLC 在配料稱重控制系統中的應用 [J>.微機算計信息，2005，2：9-10 [4] 劉涳.常用低壓電器與可編程序控制器 [M] .西安：西安電子科技大學出版社，2005.175-180. 作者介紹： 張瑞妍：女，1982年4月出生，本科學歷，中石化濟南分公司電工車間 何 龍： 男，1978年9月出生，本科學歷，中石化濟南分公司儀表車間 高國平： 男，1966年2月出生， 大專學歷，中石化濟南分公司儀表車間 通訊地址：濟南市工業南路26# 中石化濟南分公司電工車間 郵 編：250101 13864189839 longzai1978@sina.com