细微型控件在压缩机程序内的运用

本着投资少、施工简单、减少以前控制回路的硬改造前空压机控制系统简图接线、减少普通继电器、能显著提高空压机控制系统的稳定性的原则，通过比较，决定选用S7-200PLC系统。该系统是西门子PLC系列中的微型系统，网络功能较弱、容量较小，价格便宜，非常适合镶嵌在空气压缩机这样的控制系统中作为一个无显示功能的控制黑匣子使用。

PLC系统的特点PLC用软件功能取代了继电器控制系统中的大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。PLC的梯形图程序一般采用顺序控制的设计方法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比继电器的系统电路图的时间要少。PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过PLC上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统安装和接线后，在现场的统调过程中发现问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试比继电器系统容易得多。

一个空压机PLC系统由PLC系统硬件、PLC应用程序、信号采集控制外围设备等组成，有时虽然采用了*先进的可靠性*高的PLC，但由于外围设备不能匹配致使整个系统不能正常工作。例如我们在本次空压机控制系统改造的过程中就发现，如果信号电缆没有屏蔽接地，传入到PLC中的信号干扰严重，传来的信号没有利用的价值。后来把所有信号线屏蔽层并联并在控制室一端接地，收到了立竿见影的效果，信号稳定无干扰。其实，以上问题是我们在仪表施工中很容易忽视的问题，因为现在大部分二次仪表的抗干扰能力较强，轻微干扰不易觉察，但是对于PLC这样的工控设备来说，就必须严格按照仪表和工控机布线标准去施工。所以规范的施工布线、可靠的外围设备和周密严谨的程序逻辑是提高空压机控制系统可靠性的必要条件，提高空压机控制系统的可靠性必须从以上三点抓起。

PLC控制系统的应用硬件施工造成PLC信号采样出错的原因主要是：传输信号短路或开路（由于机械拉扯、线路自身老化等）。

当传输信号出现故障时，现场信号无法传送给PLC，造成采样出错；机械触点抖动，现场触电虽然只闭合了一次PLC却认为闭合了多次；虽然PLC自身增加了滤波电路，软件增加了微分指令，但由于PLC扫描周期太短，仍可能在计数、累加、移位等指令中出错；现场一次表出错，变送器反应现场非电量偏差较大或不能正常工作；外部电磁干扰和交流干扰，在信号线未加屏蔽或未接地时，外部交流信号干扰信号对PLC采样造成出错。提高PLC输入信号的可靠性，采用可靠性高的开关接点、高质量的传输导线、减少端子数量和一次表是必须的。但是规范的布线和屏蔽接地措施更具有实际意义。

1）严格布线。应将电缆分层敷设，动力电缆在上层，开关量电缆在中间层，模拟信号电缆在下层，对模拟量信号电缆应采取屏蔽措施，对小信号线采用对绞、分屏加总屏，对420mA信号线采用总屏蔽的计算机电缆。

2）两级屏蔽接地缺一不可。在施工中一定要有接地良好的系统地，即将PLC系统的机柜及内部板卡都接在同一条地线上。接地时应注意：A、用铜带将内部机件与机柜连接，机柜也以铜带与大地单独一点相连；B、接地电缆采用焊接方式安装；C、PLC内部电路板也应直接接地。

模拟量输入信号必须实行单端共同并联接地。

对模拟量信号而言，为了防止不同点的大地电位不同而在两端接地时就容易在屏蔽线回路中形成环流，从而引入额外的干扰，一般实行单端接地。单端接地有现场单端与控制室单端接地之分，同样为了防止各个现场信号点之间的地电位不等而引入额外干扰，因此我们实行控制室一端并联接地。

3）提高传输信号本身的质量。对于信号质量本身就不高的模拟量输入信号，为了过滤掉信号中的交流成分可以采取在PLC模板输入端并上一个阻容滤波器，滤除信号中的交流成分。对于信号质量本身就不高的开关量输入信号为了防止外部浪涌电压冲击PLC模板，可以采取在输入端并上一个稳压二极管的措施。在空压机控制系统中造成PLC控制失灵的因素主要有：电磁阀线圈漏电、阀芯卡死，而致使PLC发出指令后电磁阀不能正常吸合与断开，使控制失灵；控制导线短路或开路等，解决这样的问题只能要求维护人员定期检修电磁阀和线路。

软件编程为使整个控制系统运行更加稳定，软件系统可靠性配套也是必不可少的，因此我们对控制软件进行了特别处理。对输入信号进行滤波处理。要提高现场输入给空压机PLC控制系统的信号的可靠性，首先要选择可靠性高的变送器与各种开关、规范布线、具有良好的接地措施，防止各种原因引起传送信号线短路、开路或接触不良。其次在程序设计时增加数字滤波程序，增加输入信号的可信性，数字滤波可采用的程序设计方法是在现场输入处点后加一定时器，定时时间根据触点抖动情况与系统要的响应速度确定，一般在几十毫秒，这样可保证触点确实稳定闭合后，才有其它响应。模拟量滤波采用的程序设计方法是对现场模拟信号连续采样3次，采样间隔由A/D转换速度与该模拟信号变化速率决定，3次采样的数据分别存放在三个数据字DB1.DWO、DB1.DW2、DB1.DW4中，当*后采样结束后，再求取三个数的平均值为本次采样的结果存放在数据字DB1.DW4中。