壓縮機PLC系統AI快速自動編程

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系統中，大量使用的模擬量輸入AI信號如何實現快速轉換程序的編輯，研究了壓縮機AI數據的特點，設計標準程序，數據表格，開發出可高效運行的自動化程序，實現壓縮機PLC系統AI快速自動編程。

【關鍵詞】 壓縮機 PLC AI 自動編程

壓縮機組PLC控制系統是壓縮機組運行的控制單元，其數據量根據機組的型號不同、機組的數量不同而變化的。國內經濟發展速度越來越快，國內陸續上馬的項目越來越多。這就對壓縮機組控制系統的成套能力的要求越來越高。本文研究了項目開發過程中，壓縮機大量的AI數據的工作特點，并設計AI的標準程序，數據表格，通過第三方程序實現快速自動編程，大量節約程序開發的時間，降低人力資源成本，并實現程序標準化、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據，并同時進行數據處理。在壓縮機控制系統程序中，模擬量輸入數據特點是數據量最大，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程序中，需要把模擬輸入信號轉換為相應的工程單位數據，如：0-150℃，0-6MPa等。同時需要進行多種程序處理，例如完成模擬量數據的斷線報警，高高報警，高報警，低報警，低低報警，聯鎖記憶狀態位，聯鎖記憶值等功能。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數據，轉換成工程單位的REAL數據。由819至4095的整型數轉換成相應的實型數，例如0至100。模擬量輸入數據狀態異常報警是根據輸入信號的雙整型數據進行判斷，一旦數據大于4100或者小于800設定值，即認為線路數據有異常。同時需要對AI進行報警返回區計算，即回路為發生報警時，避免數據在報警臨界點波動引起的反復報警，設定DB為返回區百分比。如DB為1%，量程為100，高報警值為75，那么實際數據在超過75的時候發生報警，實際數據小于74的時候，報警狀態才恢復正常。如此可避免在臨界點反復觸發報警聯鎖。聯鎖停車程序為聯鎖停車觸發信號程序，即在聯鎖停車故障發生一瞬間，觸發一次信號，使之在后面程序記錄聯鎖停車瞬間數據。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項目需要大量的數據庫，此類數據庫在進行項目初期組態的時候即已經做好，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，需要對數據庫表格進行些準備工作。數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、報警聯鎖設定值、單位等。在數據所有的最下面，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。在數據庫表格中，需要對報警聯鎖相關數據進行填充顏色，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。不參加報警聯鎖的相關設計數據無需填充顏色，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中制作程序所需要的數據，并將預期的程序進行相應的制作提供數據基礎。

4 AI快速編程的自動實現

AI快速編程的自動實現是設計一個程序，使之能實現從程序數據表格到實際工程程序的一個過程。它接受關于程序數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程序，需要給出它的輸入、輸出數據必須滿足的條件，設計出滿足此類程序的自動編輯程序，從而開發壓縮機控制系統程序。在做完了模板程序和模板表格的準備后，程序的自動實現軟件方可進行編輯。首先判斷AI程序是否開發完成，若完成，按終止鍵，否則繼續執行下步程序。將鼠標移至相應數據表，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制作。同時計算機的配置方面需要注意，計算機的系統為windows系統，需要安裝Microsoft Office Excel 2007以上版本，顯示器分辨率為1280*1024；程序數據庫，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，第二個為數據庫表格；輸入法必須是英文輸入。

5 結語

壓縮機控制系統AI快速轉換的成功，為壓縮機程序開發時間做了大量的節約，經測試單機組AI程序可節約95%的時間，緊用原來的5%的時間即可完成程序開發，并且準確率高達99.9%。若項目為大型多機組復雜項目，壓縮機控制系統的AI數據量成倍增長，若使用本快速轉換，可節約工作量的時間為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AI快速轉換不但給系統開發帶來了時間上的節約，還為中國壓縮機控制系統行業的程序標準化、模塊化、自動化，提出了一個切實可行的發展方向。

參考文獻

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