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PLC在催化主風機組的應用
PLC在催化主風機組的應用
PLC主機及I/O站組成本系統的基本控制層。PLC主機采用的是5槽底版，其上的卡件分別為一塊PWR卡，一塊CPU卡，兩塊GBC卡，一塊ETH卡及一塊空卡。用戶通過編程器，使用其強大的內部控制指令來實現邏輯控制。I/O站采用的是VersaMax，本套系統總共掛接了5組VersaMax，每組VersaMax由一個網絡接口單元（NIU）及最多8個現場I/O模塊構成。
上位控制層采用的是兩臺性能優良的ADVANCE工控機，其主要任務是控制和管理，并通過數據通訊對PLC進行監視與控制，進入PLC的信號通過以太網可在工控機上顯示。
二、系統特點和組態
兩組PLC控制器互為冗余，雙機熱備軟件MaxON負責管理兩PLC之間的主、備切換以及數據的交換。正常情況下，主PLC控制器完成系統操作，一旦主PLC控制器失效，則備用PLC將立刻接管對整個系統的控制。主、備控制器的確定可以（%M1020），也可以由系統根據情況確定。
PLC與VersaMax進行通訊的Genius總線采用冗余結構。正常情況下，系統從Genius A總線獲取數據，同時檢測Genius B總線的狀態，一旦系統檢測到Genius A總線故障，則會對Genius B總線存取數據，從而保證了系統的安全運行。
GBC模塊可以自動報警及某些PLC故障。在一個總線掃描周期，只有一條診斷信息發送，設備保存其余的診斷信息直到下一個可獲得的總線掃描周期。GBC保存其接收到的任何診斷信息，該信息被CPU自動讀取，并在Versapro軟件的PLC故障表中顯示。
CPU的掃描既可以盡可能快的進行也可以被分配一個恒定的時間段。不管是否使用恒定的掃描時間，CPU的掃描總是從執行邏輯程序及變更I/O開始，其余的時間用于通訊及后臺任務。
GE90-30系列PLC有兩種冗余方式，本套系統采用的是HBR冗余中的“Hot Standby（熱備）”模式。
Maxon主要用于完成冗余系統（PLCA，PLCB）之間用戶數據范圍的定義、冗余變量的定義及冗余軟件與VersaPro之間的結合。由于Maxon1.5與VersaPro2.02之間的版本兼容性問題，要求編程器系統平臺為英文操作系統。
VersaPro的組態包括PLC硬件配置的組態及邏輯組態兩部分，由編程器執行邏輯及配置信息的下裝。
I/O系統的硬件配置由編程器來完成。通過編程器可設置NIU在Genius總線上的地址，所掛I/O模件的類型，每個通道的信號形式、范圍與通訊有關參數的設置等。通過專用接口線纜將編程器的COM口和每個I/O站的NIU接口連接，并將相應組態文件下裝。
PLC硬件組態包括CPU的組態、GBC（2個）的組態及以太網卡的組態。
本系統所選用的CPU為IC693CPU364，在CPU的組態過程中，需要注意的問題為：
（1）對于雙機熱備的控制系統，在CPU的組態中，主PLC CPU的Chksum Wrds必須被設置為11，備PLC CPU的Chksum Wrds必須被設置為12，對于單片機系統該值為8。
（2）SWEEP MODE通常設置為“NORMAL”。
本系統所選用的以太網卡為IC693CMM321，在以太網卡的組態過程中需設置的內容為：
（1）IP Address（IP地址）：用于標識TCP/IP主機32位地址。
（2）Subnet MASK（子網掩碼）：辨別某IP地址是在本地網絡還是在遠程網絡。
本系統所選用的GBC卡為IC693BEM331，在GBC的組態過程中，需要注意的內容為：
（1）PLCA中的兩炔GBC的SBA均為31，PLCB中的兩塊GBC的SBA均為30。
（2）對于冗余系統，GBC中Input Def選項必須為OFF，Out at atart選項必須為DISABLE。
本系統的上位控制層采用的是美國GE Fanuc公司推出的能夠提供企業級解決方案的人機界面和數據采集與監督控制軟件CIMPLICITY HMI6.0。
三、軟件編程
PLC接收的現場輸入模擬信號在CPU中是以0～32000的數值形式表示的，但是，由于各被測參數的測量范圍不同，使相同的信號輸入，代表的實際工業值卻不同，大大降低了程序的可讀性，同時給報警的測定運算帶來不便，因此，我們對輸入信號進行了相應的轉換，利用VersaPro軟件提供的乘、除運算模塊先計算出相應的工程單位值，再進行數值比較，具體公式如下：
（PV*量程/32000）=工程單位值
其中PV代表以0～32000表示的現場輸入信號值。
在VersaPro中提供了PID模塊，“鞍煉機組”工程中有10個PID控制回路。下面以“主風機潤滑油壓力控制回路—1412”為例來介紹此模塊的用法：
PID ISA模塊從%R4201開始到%R4240，共占用了40個%R寄存器，其中第14個即%R4214就是PID模塊的輸出“CV”。在PID ISA模塊中填上相應的“測量值PV”、“給定值SP”、“手/自動切換開關量MAN”等參數地址，就構成了一個完整的PID控制模塊。由于是在上位機HNI中用腳本來控制手動情況下PID的輸出，所以“UP”、“DN”參數可以只定義地址，但不使用。
（2）無擾動切換的實現
在閉環控制回路中，當進行手/自動切換時要求輸出無擾動。實現的辦法是在手動狀態下，“給定值SP”始終跟蹤“測量值PV”的變化，只有這樣才能實現從手動到自動狀態時輸出無擾動。