摘 要
　　本文描述了力控策略控制器在火炬放空聯(lián)鎖上的應(yīng)用，結(jié)合軟件特點(diǎn)，闡述了邏輯的設(shè)計(jì)思想和可行性方案，探索了軟邏輯在實(shí)際應(yīng)用的方法和過(guò)程。
　　關(guān)鍵詞：力控，軟邏輯，聯(lián)鎖
　　一、概述
　　1.1 軟PLC簡(jiǎn)介
　　軟件PLC（SoftPLC，也稱(chēng)為軟邏輯SoftLogic）是一種基于PC機(jī)開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)，它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特點(diǎn)，利用軟件技術(shù)可以將標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)PC轉(zhuǎn)換成全功能的PLC過(guò)程控制器。軟件PLC綜合了計(jì)算機(jī)和PLC的開(kāi)關(guān)量控制、模擬量控制、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)值處理、網(wǎng)絡(luò)通信、PID調(diào)節(jié)等功能，通過(guò)一個(gè)多任務(wù)控制內(nèi)核，提供強(qiáng)大的指令集、快速而準(zhǔn)確的掃描周期、可靠的操作和可連接各種I/O系統(tǒng)的及網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。所以，軟件PLC提供了與硬PLC同樣的功能，同時(shí)又提供了PC環(huán)境的各種優(yōu)點(diǎn)，使用軟件PLC代替硬件PLC有如下的優(yōu)勢(shì)：
　　用戶(hù)可以自由選擇PLC硬件
　　用戶(hù)可以獲得PC領(lǐng)域技術(shù)/價(jià)格優(yōu)勢(shì)，而不受某個(gè)硬PLC制造商本身專(zhuān)利技術(shù)的限制
　　用戶(hù)可以少花錢(qián)但又很方便地與強(qiáng)有力的PC網(wǎng)絡(luò)相連　　
　　用戶(hù)可以用他熟悉的編程語(yǔ)言編制程序
　　對(duì)超過(guò)幾百點(diǎn)I/O的PLC系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，用戶(hù)可以節(jié)省投資費(fèi)用
　　1.2 已有軟件PLC產(chǎn)品簡(jiǎn)介
　　目前，在歐美等西方國(guó)家都把軟件PLC作為一個(gè)重點(diǎn)對(duì)象進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，已投入市場(chǎng)的軟件PLC產(chǎn)品較多。據(jù)報(bào)道，在美國(guó)底特律汽車(chē)城，大多數(shù)汽車(chē)裝配自動(dòng)生產(chǎn)線、熱處理工藝生產(chǎn)線等都已由傳統(tǒng)PLC控制改為軟件PLC控制。而國(guó)內(nèi)能見(jiàn)到的軟件PLC產(chǎn)品的演示版或正式發(fā)行版有德國(guó)KW－software公司的MULTIPROG wt32、法國(guó)Schneider Automation公司的Concept V2.1以及Wonderware公司的InControl7.0等。目前國(guó)內(nèi)已有一些著名的自動(dòng)化軟件公司（如北京三維力控科技有限公司）正在研究開(kāi)發(fā)具有自主版權(quán)的中文軟PLC產(chǎn)品。另外，也有一些自動(dòng)化工程公司開(kāi)始代理銷(xiāo)售和推廣這些商用化的軟PLC產(chǎn)品。
　　1.3 PLC市場(chǎng)預(yù)測(cè)和軟件PLC的市場(chǎng)突破口
　　據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，1987年世界PLC的銷(xiāo)售額為25億美元，此后每年以20%左右的速度遞增。進(jìn)入90年代以來(lái)，世界PLC 的年平均銷(xiāo)售額在55億美元以上，其中我國(guó)約占1%。進(jìn)入2000年以后，PLC在國(guó)際市場(chǎng)上已成為最受歡迎的工業(yè)控制暢銷(xiāo)產(chǎn)品，軟PLC 設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)已成為世界潮流。
　　1.4 力控軟PLC
　　北京三維力控科技有限公司開(kāi)發(fā)的控制策略生成器，是新一代控制策略自動(dòng)化軟件，符合IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)，為您提供功能強(qiáng)大，易于使用、圖形化的設(shè)計(jì)工具，讓您快速開(kāi)發(fā)控制邏輯程序，減少您的開(kāi)發(fā)時(shí)間，并提供仿真調(diào)試功能，大大提高了您的效率，可增強(qiáng)您開(kāi)發(fā)控制邏輯的可靠性。
　　二、應(yīng)用工藝和環(huán)境
　　1500噸/年硫磺回收裝置是大慶煉化公司新增裝置，在設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)⑵浠鹁媛?lián)鎖放空系統(tǒng)納入原ESD系統(tǒng)下。在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，原來(lái)的ESD系統(tǒng)由于運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，如果進(jìn)行大面積的改造，勢(shì)必影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特別是此型號(hào)的ESD設(shè)備已經(jīng)淘汰，備件根本買(mǎi)不到。但是工藝設(shè)備已經(jīng)建立，為了不影響開(kāi)工生產(chǎn)，避免生產(chǎn)過(guò)程中的意外傷害，實(shí)現(xiàn)高效自動(dòng)化控制，確保裝置長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行，決定上一套聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，以便將來(lái)進(jìn)一步整合。由于時(shí)間緊迫，所以上此系統(tǒng)要求滿(mǎn)足3個(gè)條件：
　　1開(kāi)發(fā)周期要短，在一周以?xún)?nèi)。
　　2系統(tǒng)穩(wěn)定性要好。
　　3性能/價(jià)格比要高。
　　在充分論證了幾種方案之后發(fā)現(xiàn)，用軟PLC控制最為符合實(shí)際需要。
　　三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　3.1 系統(tǒng)硬件和軟件選擇
　　設(shè)計(jì)系統(tǒng)的關(guān)鍵是硬件和軟件的穩(wěn)定性，根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和比較選用以下配置。
　　硬件配置：西門(mén)子工業(yè)計(jì)算機(jī)P4 2.0G/256M/40G/20英寸彩顯；研祥數(shù)據(jù)采集卡；
　　軟件配置：系統(tǒng)WINDOWS 2000；組態(tài)軟件三維力控2.61控制策略網(wǎng)絡(luò)版。
　　3.2 工藝聯(lián)鎖說(shuō)明
　　通常在裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下硫磺酸性氣罐 V-5101內(nèi)部充滿(mǎn)了大量的有毒有害氣體硫化氫，當(dāng)裝置停車(chē)時(shí)，火炬放空線內(nèi)殘存的硫化氫氣體應(yīng)利用氮?dú)獯祾弑M快排出，以保護(hù)設(shè)備和人員安全。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中工藝對(duì)這一聯(lián)鎖控制的要求具體如下：
　　1、在自動(dòng)吹掃聯(lián)鎖狀態(tài)下 V-5101 氣罐壓力檢測(cè)點(diǎn)P-5101的輸出閥位小于等于5 ma時(shí)，氮?dú)忾ySV-5102自動(dòng)打開(kāi)，氮?dú)獯祾叻趴站€"T"時(shí)刻后，SV-5102自動(dòng)失電關(guān)閉。
　　2、除手動(dòng)吹掃聯(lián)鎖狀態(tài)外 V-5101氣罐壓力檢測(cè)點(diǎn)P-5101的輸出閥位大于等于6 ma時(shí)，氮?dú)忾ySV-5102始終處于關(guān)閉狀態(tài)，不會(huì)帶電打開(kāi)。
　　3、在自動(dòng)解除聯(lián)鎖狀態(tài)下 即使V-5101 氣罐壓力檢測(cè)點(diǎn)P-5101的輸出閥位小于等于5 ma時(shí)，氮?dú)忾ySV-5102也不會(huì)帶電打開(kāi)。即該動(dòng)作條件被屏蔽。
　　4、在手動(dòng)吹掃聯(lián)鎖狀態(tài)下 無(wú)論壓力檢測(cè)點(diǎn)P-5101的輸出閥位如何變化，氮?dú)獯祾唛ySV-5102都將被打開(kāi)。
　　5、自動(dòng)吹掃、自動(dòng)解除和手動(dòng)吹掃三種連鎖狀態(tài)的切換通過(guò)一手動(dòng)開(kāi)關(guān)人為設(shè)定，設(shè)計(jì)要求此開(kāi)關(guān)為三位式，即當(dāng)其中一個(gè)處于狀態(tài)"1"時(shí)，另外兩個(gè)處于"0"狀態(tài)。
　　3.3 軟件設(shè)計(jì)方案
　　實(shí)現(xiàn)火炬爐放空線氮?dú)獯祾唛y聯(lián)鎖控制的關(guān)鍵在于1）如何將誘發(fā)聯(lián)鎖動(dòng)作的條件引入到邏輯關(guān)系表達(dá)式中，即實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)的輸入。2）三位式開(kāi)關(guān)的創(chuàng)建。
　　3.3.1力控的順控模塊和關(guān)系模塊動(dòng)態(tài)連接實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)換和導(dǎo)入
　　詳細(xì)表達(dá)式如下：

　　該功能模塊內(nèi)部條件定義為：

　　注：根據(jù)PIC5101閥位輸出0--100% 與輸出電流信號(hào)4--20 ma 的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將壓力PIC5101閥位檢測(cè)信號(hào)5 ma 和6 ma分別換算成6.25%和12.5%，以便參與聯(lián)鎖控制。
　　該功能模塊內(nèi)部順序表定義為：

　　注：SW5101A和SW5101B為公共變量，在調(diào)用之前必須預(yù)先定義。
　　3.3.2力控邏輯功能塊實(shí)現(xiàn)了三位式開(kāi)關(guān)的創(chuàng)建

　　該三位式開(kāi)關(guān)功能塊內(nèi)部定義如下：

　　注：指定 A：自動(dòng)吹掃 B：自動(dòng)解除 C：手動(dòng)吹掃 在功能塊內(nèi)部中文注釋?zhuān)⒁灶伾珔^(qū)分開(kāi)關(guān)選項(xiàng)，即綠色代表選中，紅色代表未選擇。
　　3.3.3邏輯符號(hào)的組合、鏈結(jié)，搭建了完整的邏輯圖，實(shí)現(xiàn)了最終的邏輯控制功能。

　　3.4軟件實(shí)施說(shuō)明
　　邏輯在正常投用前，必須將各功能模塊置于自動(dòng)方式（AUT），同時(shí)設(shè)定延時(shí)器的時(shí)間。而后根據(jù)生產(chǎn)需要選擇聯(lián)鎖方式，即將手動(dòng)開(kāi)關(guān)SC5101置于所需檔位。
　　1、如選擇"A"，則表明聯(lián)鎖處于自動(dòng)吹掃方式，此時(shí)如果壓力檢測(cè)點(diǎn)PIC5101.MV 小于等于5 ma時(shí)，則首先通過(guò)關(guān)系模塊RL5101和順控模塊ST5101動(dòng)作觸發(fā)SW5101A.PV="1"，然后通過(guò)LJ5101模塊的動(dòng)作使得電磁閥SV-5102帶電打開(kāi)"T"時(shí)刻。
　　2、如選擇"B"，則表明聯(lián)鎖處于自動(dòng)解除方式，此時(shí)即便壓力檢測(cè)點(diǎn)PIC5101.MV小于等于5 ma時(shí)，即SW5101A.PV="1"，電磁閥SV-5102也將始終處于失電關(guān)閉狀態(tài)。
　　3、如選擇"C"，則表明聯(lián)鎖處于手動(dòng)吹掃方式，此時(shí)電磁閥SV-5102將會(huì)被帶電打開(kāi)，而與壓力檢測(cè)點(diǎn)PIC5101的閥位輸出大小無(wú)關(guān)。
　　邏輯在正常投用后，為使其功能正常發(fā)揮，選擇開(kāi)關(guān)是至關(guān)重要的，這點(diǎn)需要謹(jǐn)慎操作。
　　四、結(jié)束語(yǔ)
　　組態(tài)、設(shè)計(jì)工作完成后，經(jīng)過(guò)模擬和在線測(cè)試后，證明該套邏輯所實(shí)現(xiàn)的功能完全達(dá)到了原設(shè)計(jì)的意圖，滿(mǎn)足了工藝對(duì)生產(chǎn)的需求。同時(shí)這一邏輯功能的投用不僅確保了裝置按時(shí)開(kāi)工和平穩(wěn)運(yùn)行，而且一定程度上也緩解了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了危險(xiǎn)區(qū)的作業(yè)，其潛在的效益不可估量。而且充分利用了力控軟件的WEB功能，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化，使重要的生產(chǎn)部門(mén)通過(guò)公司的局域網(wǎng)絡(luò)可以時(shí)實(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況，產(chǎn)生可意外的附加效益。
　　系統(tǒng)投資少，見(jiàn)效快，運(yùn)行一年多來(lái)穩(wěn)定可靠。說(shuō)明利用軟PLC控制，是完全可行的，是新的思路和理念，具有廣闊的前景。