1. 了解LOGO!

  本人自2005年開(kāi)始接觸PLC，當(dāng)時(shí)學(xué)的是S7–200。2006年，醫(yī)院對(duì)真空負(fù)壓吸引系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用兩臺(tái)西門(mén)子2BV5131水環(huán)式真空泵淘汰老式油循環(huán)式真空泵，改用PLC對(duì)老式采用繼電器控制的電器控制柜進(jìn)行改造。當(dāng)時(shí)感覺(jué)采用S7–200有點(diǎn)大材小用。后無(wú)意中在書(shū)店購(gòu)得一本《深入淺出西門(mén)子LOGO!》，經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)使用LOGO!的性?xún)r(jià)比高于S7–200，此后先后用LOGO!改造了醫(yī)院5處真空負(fù)壓吸引電器控制柜，2臺(tái)中央空調(diào)電器控制柜，3處污水處理電器控制柜。各處系統(tǒng)運(yùn)行至今保持良好。本文以最近對(duì)合作醫(yī)院的真空負(fù)壓吸引系統(tǒng)（采用2BV5111水環(huán)式真空泵）電器控制柜的改造為例，講述自己使用LOGO!控制的心得和學(xué)習(xí)體會(huì)。

 2. 選擇LOGO!

老式電器控制柜采用繼電器控制，各種繼電器合計(jì)十余個(gè)。由于繼電器觸點(diǎn)容易接觸不良，時(shí)常出現(xiàn)故障。而PLC可用軟件代替大量時(shí)間繼電器和中間繼電器。本例用到的是各輸入點(diǎn)上開(kāi)關(guān)信號(hào)的簡(jiǎn)單邏輯控制。比較各種小型PLC，各輸入、輸出端硬件接線線路都要經(jīng)過(guò)公共輸入、輸出端，而LOGO!各輸入點(diǎn)只要取自同一相電源即可，而輸出又是繼電器觸點(diǎn)，沒(méi)有公共端，這在硬件設(shè)計(jì)上相當(dāng)自由。而在軟件編程上又可將故障狀態(tài)編成文本顯示在顯示面板上，并且給出輸出報(bào)警。而面板上的光標(biāo)鍵又可作為輸入開(kāi)關(guān)編程，從而節(jié)省硬件投資。基于以上比較，本例選用LOGO! 230RC作為控制器。

 3. 應(yīng)用LOGO!

（1）    應(yīng)用簡(jiǎn)述

由于水循環(huán)式真空泵水溫升高會(huì)影響泵的抽氣性能，故采用兩臺(tái)真空泵交替運(yùn)行，即“交幫”運(yùn)行狀態(tài)。而考慮到萬(wàn)一管路出現(xiàn)泄漏時(shí)一臺(tái)泵來(lái)不及抽氣而不能將罐內(nèi)真空抽至上限時(shí)，這時(shí)需要兩臺(tái)泵一起運(yùn)行，即“連幫”運(yùn)行狀態(tài)。由于醫(yī)院的特殊性，本例采用兩組真空負(fù)壓電接點(diǎn)壓力表，一組出現(xiàn)故障可用另一組控制。而一臺(tái)泵出現(xiàn)故障時(shí)能自動(dòng)轉(zhuǎn)到另一臺(tái)泵運(yùn)行。采用LOGO!能很好的解決上述控制問(wèn)題并且能夠給出報(bào)警信號(hào)和故障原因，大大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少了排除故障的時(shí)間。

（2）    工藝流程介紹

真空負(fù)壓吸引系統(tǒng)以真空罐為真空存儲(chǔ)設(shè)備，采用兩臺(tái)水環(huán)式真空泵抽取空氣，用管道連接各病區(qū)病床床頭設(shè)備帶、手術(shù)室設(shè)備帶及各醫(yī)療科室管道終端的快速接頭。管路上裝有兩組真空負(fù)壓電接點(diǎn)壓力表進(jìn)行自動(dòng)控制。一組設(shè)定為正常值，當(dāng)負(fù)壓達(dá)到–0.06MPa時(shí)壓力表觸點(diǎn)接通自動(dòng)停泵，待真空負(fù)壓上升到–0.03MPa時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)真空泵運(yùn)行；另一組壓力表上下限設(shè)定為–0.066MPa和–0.026MPa作為備用。泵的進(jìn)氣管上安裝有電磁閥，電磁閥與泵電機(jī)同步啟動(dòng)、關(guān)閉，以防止停泵時(shí)水和空氣返流進(jìn)入真空系統(tǒng)內(nèi)。正常工作時(shí)兩泵“交幫”狀態(tài)運(yùn)行，即合上電源后一臺(tái)泵首先工作，負(fù)壓值達(dá)到–0.06MPa后自動(dòng)停泵，待真空系統(tǒng)的負(fù)壓上升到–0.03MPa時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)另一臺(tái)真空泵運(yùn)行，這樣周而復(fù)始使系統(tǒng)保持在設(shè)定的真空范圍內(nèi)。而當(dāng)管路發(fā)生泄漏或特殊情況時(shí)，采用“連幫”狀態(tài)運(yùn)行，即一臺(tái)泵啟動(dòng)運(yùn)行10秒后另一臺(tái)泵跟著啟動(dòng)運(yùn)行（以減少兩泵同時(shí)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的瞬時(shí)壓降）。

（3）    系統(tǒng)硬件配置

系統(tǒng)應(yīng)用LOGO!硬件設(shè)計(jì)控制原理圖見(jiàn)圖1。

圖1 硬件設(shè)計(jì)控制原理圖

P1、P2是真空負(fù)壓電接點(diǎn)壓力表，其四個(gè)電接點(diǎn)（觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)）分別接入LOGO!的I1~I4,P1負(fù)壓值設(shè)定為–0.03MPa～–0.06MPa，P2負(fù)壓值設(shè)定為–0.026MPa～–0.066MPa。F為電磁閥，與泵電機(jī)同步啟動(dòng)、關(guān)閉。SA1為急停開(kāi)關(guān)，供操作人員發(fā)現(xiàn)緊急情況時(shí)使用。SA2、SA3 為多功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)到手動(dòng)檔時(shí)供應(yīng)急或檢修時(shí)使用；轉(zhuǎn)到自動(dòng)檔時(shí)分別輸入信號(hào)到I7、I8為LOGO!自動(dòng)控制。若真空泵停泵檢修時(shí)，SA2或SA3轉(zhuǎn)換到停止檔，使檢修的泵退出自動(dòng)控制。I5、I6輸入點(diǎn)通過(guò)對(duì)相應(yīng)接觸器常開(kāi)輔助觸頭的開(kāi)∕閉信號(hào)采集，結(jié)合Q1、Q2的輸出狀態(tài)，對(duì)真空泵的啟停狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。若Q1置位輸出，則KM1線圈得電吸合，1#泵運(yùn)行，KM1常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合，I5輸入信號(hào)電壓，若電機(jī)或線路發(fā)生嚴(yán)重過(guò)載、短路、欠壓、缺相、接觸器線圈短路等故障，則QF2、FR1或FU2自動(dòng)保護(hù)，切斷KM1線圈控制回路，常開(kāi)輔助觸點(diǎn)因線圈失電復(fù)位，I5失去輸入信號(hào)電壓，Q4報(bào)警輸出，LOGO!自動(dòng)轉(zhuǎn)為Q2置位輸出，接通KM2線圈，使2#泵投入運(yùn)行。同理，若2#泵電機(jī)或線路發(fā)生故障，則QF3、FR2或FU3自動(dòng)保護(hù)切斷KM2線圈控制回路，I6失去輸入信號(hào)電壓，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)為Q1置位輸出并報(bào)警，1#泵投入運(yùn)行。Q3輸出交幫、連幫工作狀態(tài)，交幫狀態(tài)時(shí)HL4常亮，連幫狀態(tài)時(shí)HL4閃亮（亮5秒，滅5秒）。HL1為電源指示，HL2、HL3為1、2#泵工作指示。電器控制柜見(jiàn)圖2.

圖2

（4）    軟件開(kāi)發(fā)

根據(jù)硬件配置設(shè)計(jì)，LOGO！對(duì)應(yīng)的I/O分配如表1所示。

表1    LOGO！ I/O 分配表

A 啟動(dòng)標(biāo)志位M1  停泵標(biāo)志位M2

M1、M2功能塊編程見(jiàn)圖3、圖4。

圖3                                    圖4

B #泵故障位M4  2#泵故障位M5

程序通過(guò)對(duì)I5、I6端電平的采集，結(jié)合Q1、Q2的輸出情況，即若Q1已置位而I5無(wú)輸入電壓，則M4置位，判斷為1#泵出現(xiàn)故障；同理可判斷2#泵情況。延時(shí)功能塊是為了響應(yīng)程序讀取輸入量的時(shí)間，同時(shí)也方便軟件仿真，編程分別見(jiàn)圖5、圖6。  

                                圖5                                      圖6

C 連幫標(biāo)志位M6

M6編程見(jiàn)圖7.由于連幫運(yùn)行狀態(tài)是在非常態(tài)下使用（平時(shí)不用），從表1可知，LOGO！八個(gè)

圖7                                               圖8

輸入點(diǎn)已分配完畢，為節(jié)約成本，這里不增加LOGO！模塊，采用面板上的光標(biāo)鍵來(lái)編程。按住右光標(biāo)鍵5秒后RS功能塊置位，M1啟動(dòng)后M6置位輸出連幫運(yùn)行；按住左光標(biāo)鍵5秒后RS功能塊復(fù)位，M6復(fù)位退出連幫運(yùn)行（第一、第二次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品采用軟件中的“軟鍵”特殊功能塊而不是光標(biāo)鍵來(lái)編程，通過(guò)Switch=on、off來(lái)解決）。

D 交幫標(biāo)志位M3  1#泵運(yùn)行控制Q1  2#泵運(yùn)行控制Q2

M3編程見(jiàn)圖8. Q1置位輸出時(shí)1#泵運(yùn)行，Q2置位輸出時(shí)2#泵運(yùn)行，編程見(jiàn)圖9、圖10.

圖9

圖10

     結(jié)合圖8、圖9、圖10，正常工作時(shí)，SA2、SA3同時(shí)轉(zhuǎn)到自動(dòng)位置，合上電源后I7、I8輸入電壓，這時(shí)Q1、Q2、M3都在復(fù)位狀態(tài)，M1啟動(dòng)后Q1首先置位（圖9），從圖10可知，這時(shí)Q2因Q1置位互鎖而不能置位，1#泵啟動(dòng)運(yùn)行，M3置位（見(jiàn)圖8），M2置位后Q1復(fù)位停泵，這時(shí)M3由于自鎖還是置位狀態(tài)（圖8），Q1因M3置位互鎖而不能置位（圖9），M1再次啟動(dòng)后Q2置位（圖10），Q1因Q2互鎖而不能置位（圖9）,2#泵啟動(dòng)運(yùn)行，這時(shí)M3復(fù)位（圖8），M2置位后Q2復(fù)位停泵，這時(shí)M3還是復(fù)位狀態(tài)（圖8）且使Q2不能置位（圖10），M1再次置位后Q1置位（圖9），如此周而復(fù)始。發(fā)生故障時(shí)M4或M5置位后自動(dòng)置位Q2或Q1。I7或I8單獨(dú)輸入時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)為相應(yīng)的1#泵或2#泵自動(dòng)控制運(yùn)行（見(jiàn)圖8，即M3復(fù)位狀態(tài)時(shí)控制Q1置位；M3置位狀態(tài)時(shí)控制Q2置位）。

E 交幫、連幫指示Q3  故障報(bào)警指示Q4

    Q3在I7、I8同時(shí)輸入時(shí)常亮，而M6也置位時(shí)閃亮。Q4在M4、M5置位，I2、I4輸入高電位時(shí)置位輸出，接通報(bào)警電路，以通20秒斷10秒脈沖報(bào)警，按住下光標(biāo)鍵5秒后Q4復(fù)位。編程中對(duì)交幫、連幫、1#泵、2#泵運(yùn)行狀態(tài)及故障信息共輸出十個(gè)文本信息，特別是報(bào)警信息，使維修人員一到現(xiàn)場(chǎng)馬上就可以知道故障原因，從而節(jié)省了維修時(shí)間，保證了負(fù)壓站的正常運(yùn)行。

（5）    使用LOGO！的體會(huì)

自2006年嘗試使用LOGO！對(duì)電器控制柜改造以來(lái)，已先后采用LOGO！對(duì)醫(yī)院的五臺(tái)真空泵、兩臺(tái)中央空調(diào)、三臺(tái)污水處理電氣控制柜進(jìn)行了改造。LOGO！的各輸入輸出端硬件接線沒(méi)有公共端，這給了我在硬件設(shè)計(jì)很大的自由度，每次編程，都能發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)：從剛開(kāi)始采用不同的間隙報(bào)警聲判斷故障到后來(lái)的拼音文本信息（0BA5），再到如今的中文文本報(bào)警信息（0BA6）；從起初的“軟鍵”功能塊編程到現(xiàn)在使用光標(biāo)鍵編程，每一次的工程改造都是我的一次學(xué)習(xí)提高，也使我對(duì)LOGO！的了解不斷深入，每一次的編程都會(huì)嘗試增加新的功能，簡(jiǎn)化多余功能。遺憾的是至今還沒(méi)編過(guò)模擬量信號(hào)，只能期待以后的機(jī)會(huì)了。

作者簡(jiǎn)介：

黃云龍（1969-），男，溫州，高中技，高級(jí)技工，溫州醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院