在本控制系统中,硬件要求较为简单,精简了成本。
4集中控制系统编程组态要点技术综述
系统编程组态源于集中控制系统控制功能规划设计,其难点在于错综复杂的逻辑互锁关系;首先,三种控制模式:手动、远程单机、远程联控等的无扰切换,要实现这一功能必须精确配合PLC循环扫描周期,设置模式转换所需要的过程时间,否则将出现状态失控现象;其二,主备机分配问题。在手动远程单机控制模式下,主备机的分配可以自由选定,比较简易;在自动远程联控模式下,主备机的自动确认以及轮换主备,难度就显而易见了。“1主5备,先主后备”的控制机理,要求只要主机变换,那么随后的5台备机要相应的作出合理的调整,而且,调整期间不容有停机现象或供气回路气压大幅波动现象。确切的说,这里将有720种逻辑控制功能回路,在自动控制模式下实现可靠、安全、精确的转换。逻辑控制编程组态遵循控制机理,采用了数学数组计算方式的排列组合思维方式,结合数据比较功能,筛选确定各机组身份,并确立运行逻辑功能;其三、自动远程联控模式下,空气压缩机与干燥机运行配套组合。若组成固定式配对模式,那么在出现机组交错故障时,整个空压站将瘫痪;若组成自由配对模式,在其中一台空气压缩机启动或停止后,应启动或停止哪台干燥机时,将有可能出现杂乱无章的运行控制状态,也把控制思路推进了模糊控制的难点。因此,系统在逻辑控制组态时,选择了组成固定式配对的控制模式,在自动状态下出现交错故时,切换到远程单机控制模式,避免整个空压站瘫痪,简化逻辑思路。
以上三点为本系统主要的逻辑核心,其余,诸如冷却系统、气路阀等相关联的联锁保护、控制,以及生产过程各个模拟量信号的采集、分析、处理等,遵循功能规划设计及组态软件常规应用技术,得以实现和完善系统。空压机部分逻辑控制功能程序如图5所示。



图5 空压机控制逻辑程序
还有,基于人机交互界面,Cimplicity HMI系统变量直接读取PLC内部相应的变量数据,组态了动态实时生产状况、动态弹出实时故障报警等;但是,Cimplicity HMI系统变量所采集的数据,并不是全部来自于PLC,相反,它还以脚本赋值的形式提供了部分数据给PLC。这是因为设备本身的复杂性决定的。人机交互的界面如如图3。

图3 a)人机交互的界面---系统监控界面

图3 b)人机交互的界面---系统参数设置
5集中控制系统通讯组态技巧
系统通信协议包含有以太网总线协议,以及两种不同协议格式的RS485总线协议。其通信链路图如如图4。

图4 系统通信链路
空气压缩站系统生产设备主要成员:美国寿力公司的300-2S水冷型螺杆式空压机和汉粤组合式水冷干燥机。两者本身独具的智能控制系统,所具备的通讯能力,都是采用了RS485电气接口的串口通讯模式。但是,它们的通讯协议、数据格式却不同。其通讯协议格式如下:
(1)美国寿力公司的300-2S水冷型螺杆式空压机:监控器SUPERVISORⅡ,顺序控制通讯模式
协议格式如表1:
表1 协议格式

(2)汉粤组合式水冷干燥机(XJK-LX)
数据 格式:1位起始位、8位数据位、1位停止位、无校验(MODBUS格式)。
协议帧格式如表2:
表2 协议帧格式

鉴于设备的通讯协议,采用计算机高级语言,编写针对性的信息读写控件,实现控制系统的通信。通信控件程序设计采用C语言编写,设置精确的数据流缓存时间值,遵照设备协议格式,采用RS485通信接口方式,与已设置唯一性站地址及一致性通信参数的设备,完成设备与计算机之间的主从通信方式。计算机通过通信控件采集回来的数据,又通过上位机Cimplicity HMI系统软件脚本赋值给其变量以及下位机PLC变量,为PLC进行复杂地逻辑判断,提供精确的数据。。