气机控制plc程序梯形图设计

Question

气机控制PLC程序设计及检验
1、场景配置：1个储气罐（压力变送器代替），2台气机（接触器代替），1个气机控制柜。
2、气机自动模式下，当任意储气罐压力降至启主用气机压力时，主用气机启动；压力继续下降至启备用气机压力时，主、备用气机启动;压力下降或升高到报警压力时，上送报警信号；压力上升至停气机压力时，主、备气机自动停止。
3、若1号气机为主气机时控制电源中断（消失），且此时压力下降至“启主用气机”压力，则需启动2号气机。2号气机同理。【控制电源中断（消失）信号可用控制按钮手动给信号】
4、两台气机互为备用，当一台气机作为主用气机使用过后，经PLC逻辑判断，下次将另一台气机上升主用气机。若其中一台气机置退出模式，自动将另一台气机上升为主用气机。

Answer 1

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气机控制PLC程序设计方案

以下是基于您的需求描述，设计的气机控制PLC程序方案，包含程序结构、I/O分配、逻辑描述以及部分代码示例：

1. I/O 分配:

| 输入信号 | 地址 | 类型 | 描述 | | ------------------------ | ---------- | ------ | -------------------------------------------------------- | | 储气罐压力 | AIW0 | 模拟量 | 压力变送器模拟量输入 | | 1号气机控制电源状态 | I0.0 | 数字量 | 1: 正常, 0: 中断 | | 2号气机控制电源状态 | I0.1 | 数字量 | 1: 正常, 0: 中断 | | 1号气机手动退出主用模式 | I0.2 | 数字量 | 1: 退出主用模式 | | 2号气机手动退出主用模式 | I0.3 | 数字量 | 1: 退出主用模式 |

| 输出信号 | 地址 | 类型 | 描述 | | ---------------------- | ---------- | ------ | -------------------------------- | | 1号气机启动 | Q0.0 | 数字量 | | | 2号气机启动 | Q0.1 | 数字量 | | | 主用气机故障报警 | Q0.2 | 数字量 | | | 压力低报警 | Q0.3 | 数字量 | | | 当前主用气机指示灯(1号) | Q0.4 | 数字量 | | | 当前主用气机指示灯(2号) | Q0.5 | 数字量 | |

2. 数据存储区:

| 变量名 | 数据类型 | 初始值 | 描述 | | ------------------- | -------- | ---- | ---------------------------------- | | MainAirMachine | INT | 1 | 当前主用气机编号 (1 或 2) | | LastStartTime | TIME | T#0s | 上一次气机启动时间 | | AirMachineSwitchDelay | TIME | T#5s | 主备气机切换延时时间 |

3. 程序结构:

• 初始化程序段 (OB100)
• 主程序段 (OB1)
  • 压力数据采集与预处理
  • 主用气机切换逻辑
  • 气机启停控制逻辑
  • 报警逻辑

4. 逻辑描述:

4.1 初始化程序段 (OB100):

• 初始化主用气机编号 (MainAirMachine := 1)
• 初始化其他变量

4.2 主程序段 (OB1):

4.2.1 压力数据采集与预处理:

• 读取储气罐压力传感器模拟量值 AIW0
• 进行模拟量转换，将原始值转换为实际压力值

4.2.2 主用气机切换逻辑:

// 如果当前主用气机控制电源中断，切换到备用气机
IF (MainAirMachine = 1 AND I0.0 = 0) OR (MainAirMachine = 2 AND I0.1 = 0) THEN
  MainAirMachine := 3 - MainAirMachine; // 切换主用气机编号
END_IF;

// 手动退出主用模式
IF (MainAirMachine = 1 AND I0.2 = 1) OR (MainAirMachine = 2 AND I0.3 = 1) THEN
  MainAirMachine := 3 - MainAirMachine; // 切换主用气机编号
END_IF;

// 气机切换延时
IF LastStartTime + AirMachineSwitchDelay > CURRENT_TIME THEN 
  // 禁止立即切换
  RETURN; 
END_IF;

4.2.3 气机启停控制逻辑:

// 获取当前主用气机和备用气机的启动信号
MainAirMachineStartSignal := MainAirMachine = 1 ? Q0.0 : Q0.1;
StandbyAirMachineStartSignal := MainAirMachine = 2 ? Q0.0 : Q0.1;

// 启动主用气机
IF 压力 < 启主用气机压力 AND MainAirMachineStartSignal = 0 THEN
  MainAirMachineStartSignal := 1;
  LastStartTime := CURRENT_TIME;
END_IF;

// 启动备用气机
IF 压力 < 启备用气机压力 AND StandbyAirMachineStartSignal = 0 THEN
  StandbyAirMachineStartSignal := 1;
  LastStartTime := CURRENT_TIME;
END_IF;

// 停止所有气机
IF 压力 > 停气机压力 THEN
  MainAirMachineStartSignal := 0;
  StandbyAirMachineStartSignal := 0;
END_IF;

// 输出气机启动信号
IF MainAirMachine = 1 THEN
  Q0.0 := MainAirMachineStartSignal;
  Q0.1 := StandbyAirMachineStartSignal;
ELSE
  Q0.0 := StandbyAirMachineStartSignal;
  Q0.1 := MainAirMachineStartSignal;
END_IF;

4.2.4 报警逻辑:

// 主用气机故障报警
Q0.2 := (MainAirMachine = 1 AND I0.0 = 0) OR (MainAirMachine = 2 AND I0.1 = 0);

// 压力低报警
Q0.3 := 压力 < 报警压力;

// 当前主用气机指示灯
Q0.4 := MainAirMachine = 1;
Q0.5 := MainAirMachine = 2;

5. 代码示例 (部分, 以西门子 Step7 举例):

// 主程序段 OB1
BEGIN
  NETWORK
  TITLE = "压力数据采集与预处理"

  // 读取压力传感器模拟量值
  L  AIW0; 
  // 模拟量转换，将原始值转换为实际压力值
  // ...

  NETWORK
  TITLE = "主用气机切换逻辑"

  // ... (参考逻辑描述)

  NETWORK
  TITLE = "气机启停控制逻辑"

  // ... (参考逻辑描述)

  NETWORK
  TITLE = "报警逻辑"

  // ... (参考逻辑描述)
END_FUNCTION

6. 程序检验:

• 编写完成后，应对程序进行仿真测试或实际调试。
• 测试不同工况下的程序逻辑，例如：
  • 压力变化导致气机启停
  • 主用气机电源中断
  • 手动切换主用气机
  • 压力过低报警
• 确保程序逻辑正确，并满足设计要求。

请注意:

• 以上程序方案仅供参考，实际应用中需根据具体情况进行调整。
• 程序中涉及的压力值、时间参数等需根据实际情况进行设置。
• 程序编写完成后，务必进行充分的测试和调试，确保其安全可靠运行。