酒泉西门子（中国）授权总代理商

PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。

整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大,且维修方便,一般于较复杂的控制系统。

二、安装方式的选择

PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。

集中式不需要设置驱动远程I/O硬件,系统反应快、成本低；远程I/O式适用于大型系统,系统的装置分布范围很广,远程I/O可以分散安装在现场装置附近,连线短,但需要增设驱动器和远程I/O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制,又要相互联系的场合,可以选用小型PLC,但必须要附加通讯模块。

三、相应的功能要求

一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能,对于只需要开关量控制的设备都可满足。

对于以开关量控制为主,带少量模拟量控制的系统,可选用能带A/D和D/A转换单元,具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。对于控制较复杂,要求实现PID运算 、闭环控制、通信联网等功能,可视控制规模大小及复杂程度,选用中档或高挡PLC。但是中、高挡PLC价格较贵,一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。

四、响应速度要求

PLC是为工业自动化设计的通用控制器,不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC,或者某些功能或信号有特殊的速度要求时,则应该慎重考虑PLC的响应速度,可选用具有高速I/O处理功能的PLC,或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。

五、系统可靠性的要求闽侯县西门子6ES7522-1BH10-0AA0

对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统,应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。

六、机型尽量统一

一个企业,应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题：

1)机型统一,其模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理。

2)机型统一,其功能和使用方法类似,有利于技术力量的培训和技术水平的提高。

3)机型统一,其外部设备通用,资源可共享,易于联网通信,配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统

西门子中国总代理300系列产品概述

功能强大，结构紧凑并且经济

SIMATIC S7- 300通用控制器可以节省安装空间并且具有模块化设计的特点。
大量的模块可根据手头的任务被用于扩展集中系统或创建分散结构的系统，并促进备件成本效益的经济性。凭借其令人印象深刻的创新系列，SIMATIC S7 -300通用控制器成为了一个可以有效节省用户额外投资和维护成本的综合系统。

介绍了一套自行设计的汽车空调压缩机自动测试系统。该系统基于西门子SIMATIC S7—300PLC，能自动完成汽车空调压缩机的各项性能测试。本文包括该系统的基本特性、装置、控制流程和PLC软、硬件的设计。实践证明，该系统能大大提高汽车空调压缩机的测试速度。

　　汽车空调压缩机在组装过程中，必须对压缩机几个关键性能指标进行综合检测：泄漏情况，填充效率，离合器性能。国内汽车空调压缩机厂大多购买国外相关设备。这样必须花费大量外汇，同时制作周期必须18个月以上。

　　针对这种情况，我们公司与浙江大学控制工程系联手设计并制作了一套基于PLC(可编程逻辑控制器)的汽车空调压缩机测试系统。该系统能自动完成所要求测试项目。

　　1 系统的基本特性

　　1.1 系统组成

　  该测试系统由控制部分、显示部分和装置部分组成。控制部分包括PLC、按钮、模式转换开关。PLC实现自动控制，按钮实现手动控制，模式转换开关决定哪种控制模式生效。显示部分包括操作面板与数显表。操作面板与PLC双向通讯，通过自带的显示屏实时显示自动测试过程。数显表实时显示各测试数据。装置部分整合了抽真空装置、注油装置、注氮气装置、运转装置和检测装置，涉及变频电机、真空泵、注油泵、气动截止阀、变送器等。这些装置在选定控制模式下协同工作，对压缩机进行各项性能测试。

　　1.2测试项目

　　该测试系统能自动完成下列测试项目：真空泄漏测试将压缩机内部抽真空到设定真空度，保持一段时间后检测真空度下降值是否在允许范围。高压泄漏测试：在压缩机内保持设定高压，一段时间后检测压力下降值是否在允许范围。填充效率测试：检测压缩机能否将注人的低压氮气压缩到设定高压。离合器测试：以一定时间间隔连续通断压缩机上的离合器若干次，检测每一次通断之间电机电流是否有明显变化，从而测试离合器性能。

　　2 系统装置及控制流程

    该测试系统装置在PLC的统一控制下能自动完成所有测试项目。真空泵和注油泵保持常开，整个自动控制流程如下：

　　(1)真空泄漏测试：开阀1、2、8;真空度变送器测试到真空度为一0.088～一0.090MPa，关阀2;延时3s，真空度变送器测试真空度下降值：<1KPa，合格;>1KPa，报警;关阀1、8。

　　(2)注油：开阀3，关阀7;注油到110±10ml，开阀7，关阀3。

　　(3)注氮气：开阀4、6;压力变送器测试到压力为0.2MPa，关阀4、6。

　　(4)填充效率及高压泄漏测试：开阀4、5，接通离合器;压力变送器测试到压力为0.9MPa，断开离合器;延时3s，压力变送器测试压力：I>0.84MPa，合格;<0.84MPa，报警;关阀4、5。

　　(5)离合器测试：开阀1;接通离合器0.2s，断开离合器0.2s，再接通0.2s，再断开0.2s，共50次;电流变送器测试电机电流变化：每次通断之问有明显变化，合格;无明显变化，报警;关阀1，关电机。到此完成一台压缩机的自动测试。若测试过程中出现某项不合格而报警，该台压缩机的测试自动中lE。

　　3 PLC控制系统的设计

　　3.1 硬件选型

　　该测试系统选用西门子SIMATIC S7—300型PLC，采用313C型CPU。该CPU的特点是自带一输入输出模块，包括24点数字量输入、16点数字量输出、5点模拟量输入、2点模拟量输出，使用相当方便。CPU工作内存为32KB，扫描速度为0.1ms/1000指令行，速度快，可靠性高。同时体积小，扩展性强，使用灵活。同时选用西门子170B型操作面板。该操作面板包括液晶显示屏和若干功能键，在系统中实现上位机功能。PLC电源选用西门子Ps307 5A电源，为24VDC。

　　3.2输入输出配置

　　根据控制流程要求，CPU 313C自带的输入输出模块已经足够，无须再添加单独的输入输出模块。根据图3，该测试系统共有3点数字量输入，13点数字量输出，3点模拟量输入，1点模拟量输出。

　　(1)数字量输入：包括2个控制按钮信号(开始、结束)和模式转换开关信号。

　　(2)数字量输出：包括8个气动截止阀、变频电机、真空泵、注油泵和离合器的开关信号，以及声光报警信号。

　　(3)模拟量输入：包括真空度、压力和电机电流3个模拟信号。信号来自相应的变送器，均为4～20mA电流信号。

　　(4)模拟量输出：变频电机转速设定值，为4—20mA电流信号，输出到变频器控制电机转速。

　　3.3 PLC程序设计

　　3.3.1程序流程

根据控制流程和输入输出配置，设计PLC程序。

　3.3.2程序说明

　　(1)初始化。在PLC加电时根据各个变量状态设置标志位。仅在第一个扫描周期执行。

　　(2)手动模式。若模式位为0，则执行手动模式子程序：复位所有变量，不执行任何测试指令，自动控制按钮无效。PLC程序空转。

　　(3)准备状态。若模式位为1，则进入自动模式，执行测试准备指令，等待控制按钮启动测试。

　　(4)控制按钮“开始”和“结束”2个控制按钮产生脉冲信号瞬时置位PLC中对应地址。PLC高速(0.1 ms/1000指令行)循环扫描主程序，能够捕捉地址位的瞬时变化，从而即时执行相应的启动或中断指令，开始或结束测试。

　　(5)逐步测试。自动测试的每一步为一子程序。各步子程序在主程序中依次调用。给每一步设置一标志位作为触发条件，在每一步的开始判断该步标志位是否为1，是执行该步，不是跳出。在每一步的后将该步标志位置0，将下一步标志位置1。这样就实现了在主程序快速循环扫描的情况下依次进行各步测试。

　　(6)报警。若某项测试不合格，则置位报警位，声光报警，同时复位所有步标志位，不再进行后续测试，保持当前报警状态，等待“结束”按钮结束测试。

　　(7)结束本次测试。为一子程序，用于括复位报警位、消除系统内高真空或高压、各装置回复准备状态。若各项测试均合格，则自动执行该子程序;若某项不合格报警或需要突然中止测试，则通过“结束”按钮执行该子程序。

　　3.3.3程序特点

　　(1)运用在特殊OB(组织块)中设置标志位和计数器的方法实现多处延时。该OB的扫描周期固定，结合计数器可以设定不同延时时间，方法简单可靠。

　　(2)利用PLC循环扫描程序的特点简单方便地实现循环操作。只需设定相应标志位和作阈值判断，循环操作便能自动完成。

　　(3)采用控制数据块和输出数据块分离、两者在程序末通讯的数据传输方式，大大增强了程序的灵活性和可靠性。

　　(4)程序由不同子程序组成，各子程序独立完成各自功能，互不干扰。因而程序结构清晰，便于修改。

　　3.4操作面板组态

　　利用ProTool组态软件对操作面板进行组态。

　　组态的主体为画面。画面由动态组件组成，包括图形列表、文本列表、输出域等。画面通过变量与PLC进行通讯。

　　组态中定义的变量均为全局变量，它们带有PLC链接，在PLC上占据一个定义的存储器(数据块)地址，从操作面板与PLC上都可以对其进行读与写访问。

　　由此画面上的各动态组件通过设置相应的变量，就能使PLC数据块中的当前值可视化，从而在画面上实时显示测试进程。同时通过操作面板可以调整PLC数据块中的测试参数

　　4 结束语

　　该测试系统从设计到制作完成仅用了5个月时间。大大节省了我公司投产时问，对于提高压缩机安全性能有着重要的意义。同时节省了大量外汇，制作成本仅为国外类似设备的十五分之一。该系统能很好的满足我公司生产需求。这是一次成功的民营企业与学院的合作。