李曉臣 孟繁昊 高宇 劉劍威

【摘 要】 本文介紹了壓縮機可編程控制PLC系統(tǒng)中，大量使用的模擬量輸入AI信號如何實現(xiàn)快速轉換程序的編輯，研究了壓縮機AI數(shù)據的特點，設計標準程序，數(shù)據表格，開發(fā)出可高效運行的自動化程序，實現(xiàn)壓縮機PLC系統(tǒng)AI快速自動編程。

【關鍵詞】 壓縮機 PLC AI 自動編程

壓縮機組PLC控制系統(tǒng)是壓縮機組運行的控制單元，其數(shù)據量根據機組的型號不同、機組的數(shù)量不同而變化的。國內經濟發(fā)展速度越來越快，國內陸續(xù)上馬的項目越來越多。這就對壓縮機組控制系統(tǒng)的成套能力的要求越來越高。本文研究了項目開發(fā)過程中，壓縮機大量的AI數(shù)據的工作特點，并設計AI的標準程序，數(shù)據表格，通過第三方程序實現(xiàn)快速自動編程，大量節(jié)約程序開發(fā)的時間，降低人力資源成本，并實現(xiàn)程序標準化、模塊化、自動化。

1 壓縮機AI程序原理

壓縮機AI程序的主要原理是將壓縮機大量的AI信號，例如：溫度、壓力、流量、振動、位移、液位、閥位、轉速、差壓等，這些信號均都需要進行程序處理，使之成為可在壓縮機邏輯運算中進行運用的數(shù)據，并同時進行數(shù)據處理。在壓縮機控制系統(tǒng)程序中，模擬量輸入數(shù)據特點是數(shù)據量最大，功能最復雜，需要進行多個功能程序的處理與變換。模擬量輸入信號在壓縮機控制系統(tǒng)程序中，需要把模擬輸入信號轉換為相應的工程單位數(shù)據，如：0-150℃，0-6MPa等。同時需要進行多種程序處理，例如完成模擬量數(shù)據的斷線報警，高高報警，高報警，低報警，低低報警，聯(lián)鎖記憶狀態(tài)位，聯(lián)鎖記憶值等功能。在這些功能中，不是每個AI回路使用所有功能，根據工藝的不同需求，使用不同的功能。

2 壓縮機AI模板程序

根據壓縮機AI程序的特點，需要制作AI的模板程序來滿足控制系統(tǒng)運行要求。壓縮機AI模擬程序需要把輸入信號的4-20mA信號的DINT數(shù)據，轉換成工程單位的REAL數(shù)據。由819至4095的整型數(shù)轉換成相應的實型數(shù)，例如0至100。模擬量輸入數(shù)據狀態(tài)異常報警是根據輸入信號的雙整型數(shù)據進行判斷，一旦數(shù)據大于4100或者小于800設定值，即認為線路數(shù)據有異常。同時需要對AI進行報警返回區(qū)計算，即回路為發(fā)生報警時，避免數(shù)據在報警臨界點波動引起的反復報警，設定DB為返回區(qū)百分比。如DB為1%，量程為100，高報警值為75，那么實際數(shù)據在超過75的時候發(fā)生報警，實際數(shù)據小于74的時候，報警狀態(tài)才恢復正常。如此可避免在臨界點反復觸發(fā)報警聯(lián)鎖。聯(lián)鎖停車程序為聯(lián)鎖停車觸發(fā)信號程序，即在聯(lián)鎖停車故障發(fā)生一瞬間，觸發(fā)一次信號，使之在后面程序記錄聯(lián)鎖停車瞬間數(shù)據。其他功能還有高高報警功能，高報警功能，為低報警功能，低低報警功能。模擬量輸入信號的所有程序為方便工程實施，均打包在AI_DISP子程序功能塊中。

3 AI的模板表格設計

PLC項目需要大量的數(shù)據庫，此類數(shù)據庫在進行項目初期組態(tài)的時候即已經做好，并導入應用到PLC項目中。在進行自動化編輯模擬量輸入信號之前，需要對數(shù)據庫表格進行些準備工作。數(shù)據表格做成的例子如圖1。

首先把表格制作成與模板一致格式，例如行高必須都是25。把相應的數(shù)據的信息填入到相應的表格中，如：類型激活、回路位號、說明、量程范圍、報警聯(lián)鎖設定值、單位等。在數(shù)據所有的最下面，需要涂紅一行，通過此種方法，讓自動AI編輯程序識別此處為項目終止符，即程序運行到此結束。在數(shù)據庫表格中，需要對報警聯(lián)鎖相關數(shù)據進行填充顏色，低報警L為綠色，高報警H為黃色，低低報警LL為橙色，高高報警為紅色。詳細色標需和表格第二行的L、H、LL、HH填充顏色一致。不參加報警聯(lián)鎖的相關設計數(shù)據無需填充顏色，默認為白色。

表格的設計，是為了能讓自動化程序，識別出所需要在控制系統(tǒng)中制作程序所需要的數(shù)據，并將預期的程序進行相應的制作提供數(shù)據基礎。

4 AI快速編程的自動實現(xiàn)

AI快速編程的自動實現(xiàn)是設計一個程序，使之能實現(xiàn)從程序數(shù)據表格到實際工程程序的一個過程。它接受關于程序數(shù)據表格要求工程程序目標描述功能的為其輸入，然后自動生成一個能完成這個目標的程序。在某種意義上說，此過程實際上就是去做“自動程序設計”的工作。自動程序設計是接受一個指令的任務，轉換成一個目標程序去完成這件任務。對要生產的控制系統(tǒng)程序，需要給出它的輸入、輸出數(shù)據必須滿足的條件，設計出滿足此類程序的自動編輯程序，從而開發(fā)壓縮機控制系統(tǒng)程序。在做完了模板程序和模板表格的準備后，程序的自動實現(xiàn)軟件方可進行編輯。首先判斷AI程序是否開發(fā)完成，若完成，按終止鍵，否則繼續(xù)執(zhí)行下步程序。將鼠標移至相應數(shù)據表，采集模擬量AI的標記名，并記錄下來。

0023 Rem ======

0024 MoveTo 410，1010

0025 Delay 25

0026 LeftClick 1

0027 Delay 300

0028 Rem ======

0029 Rem ======

0030 IfColor 87，287，0000FF，0

0031 KeyPress 123，3

0032 EndIf

0033 Rem ======

0034 Rem ======

0035 MoveTo 140，287

0036 Delay 25

0037 LeftClick 1

0038 Delay 25

0039 Rem ======

0040 Rem =========

0041 KeyDown 17，1

0042 Delay 25

0043 KeyDown 67，1

0044 Delay 25

0045 KeyUp 17，1

0046 Delay 32

0047 KeyUp 67，1

0048 Rem ======

以此類推，根據程序開發(fā)中，相應的制作過程，根據制定好的AI模板，將自動程序依照語法進行一一開發(fā)制作。同時計算機的配置方面需要注意，計算機的系統(tǒng)為windows系統(tǒng)，需要安裝Microsoft Office Excel 2007以上版本，顯示器分辨率為1280*1024；程序數(shù)據庫，生成并導入到程序中，PLC程序要求為16*H結構，SheetTemplateD；計算機任務欄第一個為PLC，第二個為數(shù)據庫表格；輸入法必須是英文輸入。

5 結語

壓縮機控制系統(tǒng)AI快速轉換的成功，為壓縮機程序開發(fā)時間做了大量的節(jié)約，經測試單機組AI程序可節(jié)約95%的時間，緊用原來的5%的時間即可完成程序開發(fā)，并且準確率高達99.9%。若項目為大型多機組復雜項目，壓縮機控制系統(tǒng)的AI數(shù)據量成倍增長，若使用本快速轉換，可節(jié)約工作量的時間為97%，緊用時1小時，可完成原來兩個星期的工作量。

壓縮機控制系統(tǒng)AI快速轉換不但給系統(tǒng)開發(fā)帶來了時間上的節(jié)約，還為中國壓縮機控制系統(tǒng)行業(yè)的程序標準化、模塊化、自動化，提出了一個切實可行的發(fā)展方向。

參考文獻

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