摘要：現(xiàn)代化的制藥廠，以300系列PLC為核心設(shè)計了空調(diào)控制系統(tǒng),該系統(tǒng)對生產(chǎn)潔凈區(qū)起著十分重要的作用。為了實現(xiàn)藥廠空調(diào)系統(tǒng)的高效運行，為了保障藥品的質(zhì)量，對清潔區(qū)的潔凈度和溫度、濕度都有很高的要求。

例如我司客戶某藥業(yè)團(tuán)體分廠對潔凈區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)是：30萬級防靜電無塵車間，恒溫恒濕，溫度20～25℃、相對濕度45～65%。因此，空調(diào)系統(tǒng)是否高效運行將不僅影響藥品的質(zhì)量，而且也會造成能源的浪費。本文就藥業(yè)團(tuán)體的空調(diào)系統(tǒng)運行要求，選用PLC作為核心控制器。同時用工控機(jī)作為上位機(jī)與PLC通訊，實現(xiàn)對整個控制系統(tǒng)的組態(tài)和監(jiān)控。

該藥廠的空調(diào)系統(tǒng)由兩臺抖動電機(jī)、一個電動風(fēng)門、一臺送風(fēng)機(jī)、三臺引風(fēng)機(jī)、兩臺除塵風(fēng)機(jī)、一個蒸汽電動閥和兩個冷液電動閥組成。要求系統(tǒng)運行時首先打開兩個電動閥，然后按一定的順序運行各個送風(fēng)機(jī)，封閉時先封閉電動閥，然后按一定順序封閉各個風(fēng)機(jī)，達(dá)到除塵、送風(fēng)、降溫或升溫的目的，保證清潔區(qū)達(dá)到指標(biāo)要求。同時，系統(tǒng)要具有定時自動、手動運行功能，并要求在系統(tǒng)出故障時可以報警并診斷故障種別。

1系統(tǒng)硬件設(shè)計

該藥廠空調(diào)系統(tǒng)長期以來是采用繼電器和接觸器，采用人工操縱的方法進(jìn)行控制，其控制系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性低，維護(hù)繁瑣，能源利用率低，而且經(jīng)常帶故障運行，設(shè)備耗損大。采用PLC，不僅能實現(xiàn)對開關(guān)量的邏輯控制，同時具有強(qiáng)大的計算功能，還能實現(xiàn)與產(chǎn)業(yè)計算機(jī)等智能設(shè)備之間的通訊。因此，將PLC應(yīng)用于本系統(tǒng)的控制，能很好的滿足技術(shù)要求，具有操縱簡單、運行可靠、自動化程度高等優(yōu)點，再加上故障診斷功能，使系統(tǒng)維護(hù)更簡單、快捷、正確。

該空調(diào)系統(tǒng)需要控制九臺電機(jī)，三個閥，同時需要指示，報警等功能。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，統(tǒng)計出其需要16個信號輸進(jìn)點，23個信號輸出點。同時又對各種PLC性能指標(biāo)、適用性、認(rèn)知程度等進(jìn)行比較，最后本系統(tǒng)選用了奧越信300系列PLC，它指令豐富，功能強(qiáng)大，可靠性高，適應(yīng)性好，結(jié)構(gòu)緊湊，便于擴(kuò)展，性價比較高。該系統(tǒng)以PLC為核心，PLC從控制面板以及現(xiàn)場獲得信號，然后對執(zhí)行器進(jìn)行控制。上位機(jī)可以從PLC獲取信息，并且可對PLC進(jìn)行設(shè)置和控制。

PLC輸進(jìn)輸出端子分配如圖2所示。使用轉(zhuǎn)向開關(guān)I4.0來選擇系統(tǒng)的運行狀態(tài)為自動或手動。按鈕I4.1和I4.2只有在手動后才有效，用于手動控制風(fēng)機(jī)、電動閥的開與關(guān)。端子I4.3～I(xiàn)5.6表示現(xiàn)場執(zhí)行器的反饋信號，其中有兩個端子表示現(xiàn)場溫度的上限和下限。

輸出端子Q0.0是系統(tǒng)運行指示信號。Q0.1～Q1.4用來控制電動機(jī)的順序、定時運行。Q1.3、Q1.4和Q3.5控制三個電動閥的開關(guān)。Q1.6～Q2.7用來顯示各個執(zhí)行器的運行狀態(tài)。Q3.0是系統(tǒng)的故障報警。Q3.1～Q3.4表示系統(tǒng)的故障種別，它可以表示16種故障種別，這樣的設(shè)計可以充分利用PLC的端子，節(jié)約本錢。

2系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)運行狀態(tài)后，首先根據(jù)轉(zhuǎn)向開關(guān)確定是進(jìn)進(jìn)自動狀態(tài)還是手動狀態(tài)。在手動狀態(tài)下，可以在控制面板上進(jìn)行手動操縱。在自動狀態(tài)下，系統(tǒng)將自動按流程工作。在系統(tǒng)運行時，首先檢測各執(zhí)行器是否正常（接觸器觸點是否粘合）以及電動閥的狀態(tài)。假如發(fā)現(xiàn)異常，則報警并給出故障種別（故障位置），然后系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，等待故障排除，重新運行;假如正常就進(jìn)進(jìn)運行狀態(tài)。首先兩臺抖動電機(jī)運行30秒后停機(jī)，同時打開電動風(fēng)門，3秒后啟動空調(diào)送風(fēng)機(jī)，然后順序啟動三臺引風(fēng)機(jī)，最后是兩臺除塵風(fēng)機(jī)。系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)正常運行過程中，故障診斷程序不斷掃描各個反饋信號，當(dāng)任一風(fēng)機(jī)過載不能正常運行或加熱器、冷凝器工作異常超溫時，空調(diào)機(jī)組自動停機(jī)，故障部位報警指示。無故障時，等待自動關(guān)機(jī)或手動關(guān)機(jī)?？傊?，在每個PLC循環(huán)周期只運行一個狀態(tài)的指令，這樣可以節(jié)省CPU的資源，進(jìn)步系統(tǒng)的實時性。

3系統(tǒng)故障診斷：

故障診斷是該系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。及時有效的給出故障報警和故障位置可以幫助技術(shù)職員快速正確的查找故障和恢復(fù)故障，這一點在藥品的生產(chǎn)過程中非常重要，由于藥品生產(chǎn)對工作環(huán)境要求很高。

本程序中的故障診斷分為啟動前、啟動中和啟動后三個級別的故障診斷。在啟動前，判定各執(zhí)行器觸點是否處于斷開狀態(tài)，主要是根據(jù)輸進(jìn)端子的反饋信號的有無進(jìn)行判定;在啟動過程中，由于各風(fēng)機(jī)均需要間隔啟動，可以在程序中給每臺電機(jī)設(shè)定兩個定時器，一個用于電機(jī)定時，一個用于反饋信號定時，當(dāng)啟動時間到而反饋信號沒有時，就可判定出該電機(jī)出現(xiàn)故障。啟動完畢后，再次判定各接觸器狀態(tài)，此時，由于抖動電機(jī)運行30秒后處于關(guān)斷狀態(tài)，其它風(fēng)機(jī)處于運行狀態(tài)，判定方法同啟動前故障診斷方法。根據(jù)運行情況，系統(tǒng)主要存在9大故障。為此，采用4個輸出端子指示故障種別。

4結(jié)束語

采用300系列PLC完成藥廠空調(diào)控制系統(tǒng)，尤其是設(shè)計了故障診斷程序，根據(jù)PLC自帶指示燈可查看故障類型，給用戶帶來極大方便。從實際的運行效果來看，滿足了藥品生產(chǎn)潔凈區(qū)對空調(diào)設(shè)備的指標(biāo)要求。采用PLC作為本系統(tǒng)的核心控制器，保證了系統(tǒng)運行的安全可靠，得到用戶的認(rèn)可歡迎。