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　　1引言

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全國各地區(qū)的冷庫也逐漸增多。不過當(dāng)前仍然有很多冷庫采用傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)，這種控制方法采用純硬件接線來實(shí)現(xiàn)各種控制邏輯，接線比較復(fù)雜、功率損耗高、工作可靠性差、使用壽命短，而且其通用性、靈活性較低。可編程控制器(以下簡(jiǎn)稱PLC)自產(chǎn)生以來，就以其編程簡(jiǎn)單、可靠性高、通用性好、功能強(qiáng)大、開發(fā)周期短、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，逐步在各行業(yè)，尤其在工控領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。本文介紹了omron公司較新的PLC產(chǎn)品和臺(tái)達(dá)的人機(jī)界面(Human-Machine Interface，以下簡(jiǎn)稱HMI)產(chǎn)品在冷庫控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。采用PLC和HMI,以軟件編程代替多數(shù)硬件接線，以人機(jī)對(duì)話代替大多死板的硬件邏輯，使冷庫的控制和運(yùn)行達(dá)到了較理想的效果，有利于大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，使控制系統(tǒng)更可靠、更經(jīng)濟(jì)、更人性化。

　　2 三并聯(lián)冷庫系統(tǒng)的控制要求

　　2.1 單臺(tái)壓縮機(jī)的啟動(dòng)停止過程

　　三并聯(lián)冷庫的控制的核心是對(duì)壓縮機(jī)的控制，系統(tǒng)使用了三臺(tái)同規(guī)格同型號(hào)的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)的啟動(dòng)停止過程如圖1所示。

　　圖1 單臺(tái)壓縮機(jī)啟動(dòng)停止過程

　　壓縮機(jī)的啟動(dòng)臺(tái)數(shù)可預(yù)先由HMI設(shè)定，可以只啟動(dòng)一臺(tái)，可以是兩臺(tái)，也可三臺(tái)均啟動(dòng)。兩臺(tái)或三臺(tái)壓縮機(jī)的啟動(dòng)間隔時(shí)間為5s。啟動(dòng)時(shí)，運(yùn)行時(shí)間的最短的壓縮機(jī)優(yōu)先啟動(dòng)，運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的壓縮機(jī)最后啟動(dòng)，見圖2。另外在運(yùn)行過程中，壓縮機(jī)因壓力降低而逐漸按壓力設(shè)定值停機(jī)后，又可按壓力回升的情況逐漸恢復(fù)啟動(dòng)，見圖3。

　　2.2 冷庫系統(tǒng)的啟動(dòng)和停機(jī)控制要求

　　三臺(tái)壓縮機(jī)的停機(jī)有按時(shí)間方式停機(jī)，也有按壓力方式停機(jī)。按時(shí)間停機(jī)各臺(tái)之間也間隔5s，運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的壓縮機(jī)優(yōu)先停機(jī)，運(yùn)行時(shí)間最短的壓縮機(jī)最后停機(jī);按壓力停機(jī)時(shí)，停第一臺(tái)、停第二臺(tái)和停第三臺(tái)的停機(jī)壓力設(shè)定值依次降低，按壓力停機(jī)的回氣壓力值可預(yù)先由HMI設(shè)定，見圖3。

　　圖2 壓縮機(jī)按時(shí)間啟動(dòng)停機(jī)過程

　
圖3 三臺(tái)壓縮機(jī)按設(shè)定壓力值啟動(dòng)停機(jī)過程

　　按回氣壓力停機(jī)時(shí)，各壓縮機(jī)之間并非間隔5s停機(jī)，而是按壓力下降至設(shè)定值時(shí)逐步停機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)在未關(guān)斷水泵、冷凝風(fēng)扇及壓縮機(jī)模塊電源前，回氣壓力回升至啟動(dòng)壓力值時(shí)，會(huì)重新啟動(dòng)壓縮機(jī)。三臺(tái)壓縮機(jī)都可以單獨(dú)急停，也可單獨(dú)復(fù)位啟動(dòng)。

　　2.3 冷庫系統(tǒng)的保護(hù)環(huán)節(jié)及故障的控制要求

　　系統(tǒng)的模擬量、開關(guān)量保護(hù)優(yōu)先級(jí)別分為兩級(jí),具體敘述如下：

　　一級(jí)模擬量：高壓保護(hù)壓力設(shè)定為19bar，范圍為0～30bar;低壓壓力保護(hù)設(shè)定為-0.5bar，范圍是-0.65～10bar(壓力值通過HMI設(shè)定);

　　一級(jí)開關(guān)量：蒸發(fā)冷水泵過載、油位故障、水流量開關(guān)故障，三臺(tái)壓縮機(jī)均不得啟動(dòng)，若在運(yùn)行中發(fā)生上述故障，三臺(tái)壓縮機(jī)全部停機(jī)，HMI上顯示故障內(nèi)容;

　　二級(jí)開關(guān)量：1#～3#空開跳脫、高壓控制開關(guān)、低壓控制開關(guān)、壓縮機(jī)過載、保護(hù)模塊故障、油流量不足以及油壓差故障。

　　系統(tǒng)發(fā)生故障后，HMI可顯示并查詢故障內(nèi)容，且有報(bào)警輸出。HMI可消音停止報(bào)警，見圖4。

　　圖4 HMI上的故障及報(bào)警顯示

　　冷庫系統(tǒng)的故障分為一級(jí)故障和二級(jí)故障。一級(jí)故障出現(xiàn)后，三臺(tái)壓縮機(jī)全停，延時(shí)30s，25%電磁閥也全部斷電。此時(shí)系統(tǒng)并未全停，直到按下屏幕停止按鈕后延時(shí)30s才將蒸發(fā)冷水泵、蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)及壓縮機(jī)模塊電源全部斷電。若在按下屏幕停止按鈕前，一級(jí)故障已經(jīng)修復(fù)，則可用屏幕上的一級(jí)故障復(fù)位按鈕使壓縮機(jī)重新按時(shí)間順序依次投入運(yùn)行，見圖5。

　　圖5 壓縮機(jī)一級(jí)故障停機(jī)過程

　　二級(jí)故障一旦出現(xiàn)，則停相應(yīng)的壓縮機(jī)，其它壓縮機(jī)繼續(xù)工作，等出現(xiàn)的故障修復(fù)后，所停的壓縮機(jī)也可通過二級(jí)故障復(fù)位按鈕自動(dòng)參與運(yùn)行。見圖6。

　　圖6 壓縮機(jī)二級(jí)故障停機(jī)過程

　　2.4 油泵及冷凝風(fēng)扇的啟動(dòng)和停機(jī)控制要求

　　油泵的啟動(dòng)須在有壓縮機(jī)啟動(dòng)主交流接觸器工作后方可啟動(dòng)，即只要有任意一臺(tái)壓縮機(jī)的主接觸器得電動(dòng)作了，油泵就會(huì)啟動(dòng)。在油泵允許啟動(dòng)的條件下，油泵的啟動(dòng)和停止由系統(tǒng)的高壓排氣壓力決定，控制要求見圖7。

　　圖7 油泵的啟動(dòng)和停止

　　蒸發(fā)冷凝風(fēng)扇的電機(jī)為雙速電機(jī)：10級(jí)和12級(jí)。兩級(jí)之間應(yīng)互鎖，蒸發(fā)冷凝風(fēng)扇的控制要求見圖8。

　　圖8 蒸發(fā)冷凝風(fēng)扇的啟動(dòng)和停止

　　蒸發(fā)冷凝風(fēng)扇和油泵在系統(tǒng)啟動(dòng)后，即按下屏幕啟動(dòng)鍵后，開始檢測(cè)系統(tǒng)高壓排氣壓力，各壓力值均可根據(jù)需要在HMI中設(shè)定。圖中為默認(rèn)設(shè)定好各壓力值時(shí)的情形。

　　系統(tǒng)的模擬量就是回氣壓力(低壓)和排氣壓力(高壓)，通過壓力的變化來間接反映溫度的變化。分別由兩個(gè)壓力傳感器來檢測(cè)。其中壓力傳感器1(規(guī)格為-0.65～10bar、2.93～20mA)用于檢測(cè)低壓回氣壓力，控制壓縮機(jī)的啟動(dòng)和停止;壓力傳感器2(規(guī)格為0～30bar、4～20mA)用于檢測(cè)高壓排氣壓力，控制蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)和油泵的啟動(dòng)和停止。

　　2.5 其它控制要求

　　控制系統(tǒng)要求HMI顯示和設(shè)定系統(tǒng)工作的日期、星期和時(shí)間;要求HMI能具體顯示各輸出設(shè)備的狀態(tài)，并簡(jiǎn)單動(dòng)畫演示壓縮機(jī)是否工作和動(dòng)態(tài)顯示壓縮機(jī)工作時(shí)間;要求HMI實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的低壓回氣壓力和高壓排氣壓力值;要求HMI能詳細(xì)顯示故障信息并方便查詢故障;要求系統(tǒng)需要設(shè)定的壓力值和時(shí)間值都可通過HMI設(shè)定。

　　考慮到最終用戶在拿到并使用產(chǎn)品后，可能未按期如數(shù)支付貨款，產(chǎn)品要求還具有“設(shè)定和取消使用期限限制”的功能。若用戶未能一次付清貨款，可設(shè)定產(chǎn)品使用期限，等用戶支付完貨款后又可取消限制。

　　控制系統(tǒng)所需要的PLC的輸入輸出總點(diǎn)數(shù)見表1：

　　表1 控制系統(tǒng)需要的輸入輸出

　　3 PLC的選用及程序設(shè)計(jì)

　　3.1 PLC的選用

　　根據(jù)以上控制要求，分析控制系統(tǒng)需要的開關(guān)量輸入輸出點(diǎn)數(shù)和模擬量輸入點(diǎn)數(shù)，可以看出，所選用的PLC需要有32個(gè)以上開關(guān)量輸入點(diǎn)、32個(gè)以上開關(guān)量輸出點(diǎn)、2個(gè)以上模擬量輸入點(diǎn)。因此可考慮選用OMRON公司CP系列的CP1H-XA40CDR-A型PLC，見圖9。

　　圖9 OMRON CP1H-XA40CDR-A型PLC CPU單元[1]

　　該CPU單元內(nèi)置輸入24點(diǎn)、輸出16點(diǎn);內(nèi)置模擬電壓/電流輸入4點(diǎn)，模擬電壓/電流輸出2點(diǎn);通過擴(kuò)展CPM1A系列的擴(kuò)展I/O單元，CP1H整體可以達(dá)到最大320點(diǎn)的開關(guān)量輸入輸出。采用該型號(hào)PLC實(shí)現(xiàn)三并聯(lián)冷庫控制，只需要再購買兩塊符合控制點(diǎn)數(shù)要求的CPM1A系列的擴(kuò)展I/O單元(可選CPM1A-20EDR和CPM1A-16ER或者選CPM1A-20EDR和CPM1A-8ER兩個(gè)數(shù)字量混合輸入輸出擴(kuò)展單元，見圖10)外，不需要另外購買其它PLC特殊模塊(如單獨(dú)的模擬量模塊)。這樣，系統(tǒng)控制功能的實(shí)現(xiàn)更加經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)潔、方便。

　　圖10 CP1H CPU單元和CPM1A系列擴(kuò)展I/O單元的連接[1]

　　3.2 PLC I/O地址分配

　　PLC確定好以后，根據(jù)控制系統(tǒng)所需要的開關(guān)量輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，見表2。

　　表2 三并聯(lián)冷庫控制系統(tǒng)CP1H PLC I/O 定義及編號(hào)表

　　3.3 PLC內(nèi)建模擬量的預(yù)設(shè)

　　PLC內(nèi)建模擬量的讀取必須先在PLC CPU單元以及CX-Programmer編程軟件中進(jìn)行預(yù)設(shè)，否則控制程序無法按要求正常運(yùn)行。以下是關(guān)于內(nèi)建模擬量的預(yù)設(shè)情況。

　　首先，根據(jù)控制系統(tǒng)選用的壓力傳感器的規(guī)格要求(壓力傳感器1規(guī)格為-0.65～10bar、2.93～20mA;壓力傳感器2規(guī)格為0～30bar、4～20mA)，將內(nèi)置模擬量輸入切換開關(guān)均設(shè)為ON，即電流輸入(實(shí)際使用時(shí)只需使用模擬輸入1和模擬輸入2兩路)，見圖11。然后，在CX-Progammer編程軟件中選定各模擬量的量程為0～20mA，設(shè)定內(nèi)建模擬量的分辨率為6000或12000，本控制程序設(shè)為6000，見圖12。需要注意的是：編程軟件需要CX-Programmer6.1及以上版本方可適用于omron CP1H型PLC，見圖13。

　　圖11 CP1H-XA40CDR-A型內(nèi)置模擬輸入切換開關(guān)的設(shè)定[1]

　　

圖12 CP1H-XA40CDR-A型PLC內(nèi)建模擬量在CX-Programmer中的設(shè)定[2]

　　

圖13 CX-Programmer Version6.1 啟動(dòng)畫面[3]

　　3.4 PLC的控制程序設(shè)計(jì)

　　PLC的控制程序主要有：模擬量采集與比較程序、壓縮機(jī)工作時(shí)間統(tǒng)計(jì)與比較程序、一級(jí)故障和二級(jí)故障檢測(cè)、報(bào)警與故障停機(jī)程序、冷庫系統(tǒng)及壓縮機(jī)正常啟動(dòng)程序和正常停止程序、壓縮機(jī)運(yùn)行動(dòng)畫顯示程序以及系統(tǒng)加密違約限制程序等，其中有些程序需要結(jié)合HMI方能更方便地加以實(shí)現(xiàn)，見圖14。

　　圖14 三并聯(lián)冷庫控制系統(tǒng)PLC控制程序各個(gè)程序段統(tǒng)計(jì)[3]

　　為了更容易分析、理解、檢索和修改編制的程序，需要對(duì)程序中用到的大多PLC內(nèi)部軟繼電器進(jìn)行編號(hào)和定義，同時(shí)還需要對(duì)程序中用到的定時(shí)器或計(jì)數(shù)器，尤其是HMI中需要設(shè)定數(shù)值的定時(shí)器進(jìn)行編號(hào)和定義。

　　4 程序設(shè)計(jì)

　　4.1 模擬量采集程序的設(shè)計(jì)

　　冷庫系統(tǒng)中，溫度的變化是由系統(tǒng)壓力來反映的。控制系統(tǒng)中兩個(gè)壓力傳感器正是為了采集系統(tǒng)高壓排氣壓力和低壓回氣(吸氣)壓力的，傳感器將實(shí)際壓力轉(zhuǎn)換成電流值送給PLC，PLC內(nèi)建的模擬量模塊則可以將電流值(預(yù)設(shè)為0～20mA)轉(zhuǎn)換成PLC能處理的數(shù)字信號(hào) [4]。圖15為低壓模擬量采集部分程序。

　　圖15 低壓模擬量采集部分程序

　　4.2 壓縮機(jī)累計(jì)工作時(shí)間計(jì)時(shí)程序的設(shè)計(jì)

　　冷庫系統(tǒng)中三臺(tái)壓縮機(jī)在工作一段時(shí)間后，工作時(shí)間并不是都一樣的，因?yàn)橛袝r(shí)是三臺(tái)都工作，有時(shí)可能是只有兩臺(tái)或一臺(tái)工作。為了盡可能使三臺(tái)壓縮機(jī)使用壽命一致，其工作時(shí)間也應(yīng)該盡可能始終都接近。這就要求壓縮機(jī)在工作過程中，控制程序能對(duì)壓縮機(jī)的工作情況進(jìn)行計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)的目的是為了讓程序知道哪臺(tái)壓縮機(jī)工作時(shí)間最長(zhǎng)，哪臺(tái)工作時(shí)間最短。最短的在啟動(dòng)時(shí)優(yōu)先投入工作，最長(zhǎng)的則在停機(jī)時(shí)優(yōu)先停止工作。如圖16為壓縮機(jī)1工作時(shí)間計(jì)時(shí)部分程序。

　　圖16 壓縮機(jī)1工作時(shí)間計(jì)時(shí)部分程序

　　4.3 壓縮機(jī)故障診斷與控制程序的設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)的故障分為一級(jí)故障和二級(jí)故障，一級(jí)故障針對(duì)整個(gè)冷庫系統(tǒng)，二級(jí)故障則只針對(duì)相應(yīng)壓縮機(jī)。

　　一級(jí)故障中，油位故障和水流量開關(guān)故障的工作情況較特殊。油位故障發(fā)生時(shí)并不立即產(chǎn)生一級(jí)故障，而是延時(shí)一定時(shí)間后產(chǎn)生一級(jí)故障，延時(shí)時(shí)間由HMI設(shè)定，見圖17。

　　圖17 油位開關(guān)故障產(chǎn)生一級(jí)故障程序

　　水流量開關(guān)跟隨冷凝水泵一起工作，其原始狀態(tài)為常開，隨著水泵工作后也跟隨閉合，水泵打開也跟隨打開，若不隨水泵工作而動(dòng)作則視為故障，故障超時(shí)后產(chǎn)生一級(jí)故障，超時(shí)時(shí)間也由HMI設(shè)定，見圖18。

　　圖18 水流量開關(guān)故障產(chǎn)生一級(jí)故障程序

　　4.4 PLC內(nèi)置電池電量不足的處理

　　PLC具有掉電保持功能的內(nèi)部軟元件靠?jī)?nèi)置電池來保存數(shù)據(jù)，內(nèi)置電池一旦虧電，則不能保證數(shù)據(jù)被正確保存。因此在PLC內(nèi)置電量不足時(shí)，需要程序能準(zhǔn)確判斷出，并提出要求更換PLC內(nèi)置電池。判斷程序見圖19。判斷結(jié)果由HMI顯示出來。

　　圖19 PLC內(nèi)置電池電量過低程序

　　PLC內(nèi)置電池的更換不需要拆卸PLC，只要將PLC左上角的電池蓋板掀開，就可清晰看到安裝電池的位置，電池更換示意圖見圖20。

　　圖20 CP1H PLC更換電池示意圖[1]

　　4.5 允許壓縮機(jī)運(yùn)行工作臺(tái)數(shù)的程序設(shè)計(jì)

　　冷庫系統(tǒng)需要幾臺(tái)壓縮機(jī)參與工作，可以預(yù)先在HMI上設(shè)定好，然后再啟動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)就按照預(yù)設(shè)的壓縮機(jī)臺(tái)數(shù)工作。其梯形圖程序部分見圖21。

　　圖21 壓縮機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)設(shè)定梯形圖程序

　　4.6 壓縮機(jī)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì)

　　三臺(tái)壓縮機(jī)除了啟動(dòng)時(shí)刻不同外，其動(dòng)作過程完全相同。根據(jù)單臺(tái)壓縮機(jī)的動(dòng)作過程采用SFC法編制相應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換梯形圖作為子程序[5]，以便需要時(shí)隨時(shí)調(diào)用。圖22是壓縮機(jī)2的狀態(tài)轉(zhuǎn)換子程序。

　　圖22 壓縮機(jī)2狀態(tài)轉(zhuǎn)換子程序

　　一旦調(diào)用壓縮機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換子程序，則對(duì)應(yīng)壓縮機(jī)按照狀態(tài)轉(zhuǎn)換執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，其動(dòng)作部分的梯形圖程序在子程序外另編。

　　4.7 壓縮機(jī)運(yùn)行動(dòng)畫顯示PLC控制程序的設(shè)計(jì)

　　由于采用了HMI，壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫顯示，其動(dòng)畫顯示的原理和網(wǎng)上的FLASH動(dòng)畫顯示原理相似，是多個(gè)HMI做出的畫面在較短的時(shí)間交替循環(huán)顯示，以呈現(xiàn)出視覺上的動(dòng)畫效果。壓縮機(jī)的動(dòng)畫效果可以用PLC梯形圖程序和HMI組態(tài)程序相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)。圖23是壓縮機(jī)3動(dòng)畫顯示的PLC梯形圖程序部分。由于HMI本身就可在數(shù)據(jù)WORD的狀態(tài)圖顯示中設(shè)定狀態(tài)總數(shù)，并且可自動(dòng)按設(shè)定時(shí)間移位，故PLC梯形圖程序中無需使用定時(shí)器及移位指令。

　　圖23 壓縮機(jī)3動(dòng)畫顯示的PLC梯形圖程序部分

　　4.8 限期使用加密程序的設(shè)計(jì)

　　按控制要求，系統(tǒng)還需具有設(shè)定和解除限期使用的功能。這主要是為了防止用戶未能按期支付產(chǎn)品全部款項(xiàng)，并且無限期拖延支付。這種情況下，只有通過付款期限到時(shí)，限制用戶正常使用本產(chǎn)品的方法來解決。本冷庫控制系統(tǒng)在用戶使用一定時(shí)間后，若沒有按時(shí)支付產(chǎn)品全部款項(xiàng)，則冷庫系統(tǒng)自動(dòng)停止工作，直到解除限期使用設(shè)定才會(huì)恢復(fù)工作。本控制系統(tǒng)通過PLC和HMI共同實(shí)現(xiàn)這樣的限制功能。PLC梯形圖程序部分見圖24。

　　圖24 限期使用加密功能PLC梯形圖程序部分

　　5 HMI的選用及組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)

　　控制系統(tǒng)要求有人性化的使用界面，要求有美觀的圖形顯示控制過程及運(yùn)行狀態(tài)，有詳細(xì)的故障診斷及報(bào)警顯示，有工作時(shí)間的具體顯示，甚至還要求部分的動(dòng)畫顯示……，怎么辦呢?其實(shí)，只要選用適合的人機(jī)界面(也稱觸摸屏，常簡(jiǎn)稱HMI)產(chǎn)品，并編出相應(yīng)的組態(tài)程序，就能滿足這樣的要求。

　　5.1 HMI產(chǎn)品選用

　　本系統(tǒng)選用臺(tái)達(dá)的DOP-A80THTD1型HMI,見圖25，該HMI采用8寸TFT65536彩色顯示器，其提供的軟元件較豐富，功能完全夠用。其對(duì)應(yīng)的人機(jī)編輯軟件Screen Editor簡(jiǎn)單易用，能圓滿實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)所提的各種控制或其它要求。

　　圖25 臺(tái)達(dá)DOP系列HMI[6]

　　5.2 HMI組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)

　　通過臺(tái)達(dá)HMI設(shè)計(jì)的三并聯(lián)冷庫控制系統(tǒng)的組態(tài)軟件包含7個(gè)組態(tài)畫面，分別是：主界面、故障顯示、歷史記錄、用戶設(shè)置、狀態(tài)查詢、歷史與當(dāng)前故障明細(xì)和壓縮機(jī)工作時(shí)間查詢界面,這些畫面中設(shè)計(jì)的功能基本包含系統(tǒng)所要求的各種控制和需要。

　　(1) 主界面的設(shè)計(jì)

　　主界面窗口包含按鈕操作區(qū)、工作狀態(tài)顯示區(qū)(動(dòng)畫顯示三臺(tái)壓縮機(jī)工作情況)、環(huán)境狀態(tài)顯示區(qū)(顯示系統(tǒng)高壓排氣壓力和低壓回氣壓力)以及日期時(shí)間顯示等區(qū)域。畫面中還隱含了一些報(bào)警顯示區(qū)(正常時(shí)不顯示)和特殊功能按鈕。見圖26，主界面中共有14個(gè)按鈕和其它狀態(tài)顯示區(qū)。

　　“上鎖”和“開鎖”按鈕是兩個(gè)隱藏按鈕。上鎖的目的主要是為了防止非系統(tǒng)正式用戶的誤操作或惡意操作給系統(tǒng)帶來的損害或產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的結(jié)果,見圖27。

　　圖26 HMI主界面

　
　圖27 上鎖后的主界面

　　當(dāng)PLC內(nèi)置電池虧電時(shí)，PLC將虧電標(biāo)志信號(hào)送HMI顯示出對(duì)應(yīng)文字信息，以提醒用戶及時(shí)更換電池，見圖28。另外用于配合PLC實(shí)現(xiàn)的限期使用HMI提醒功能在約定時(shí)刻顯示出提醒文字，見圖29。

　　圖28 HMI提醒PLC內(nèi)置電池電量不足

　　
圖29 HMI上限期使用的提醒

　　(2)故障查詢界面的設(shè)計(jì)

　　如圖30，故障查詢界面顯示完整的9個(gè)一級(jí)故障和3×7個(gè)二級(jí)故障信息，同時(shí)界面具有1個(gè)一級(jí)故障復(fù)位和3個(gè)二級(jí)故障復(fù)位按鈕和1個(gè)消音按鈕。

　　圖30 故障查詢界面

　　(3) 歷史記錄界面的設(shè)計(jì)

　　歷史記錄界面主要具有5個(gè)換畫面查詢按鈕和兩個(gè)具有特殊功能的隱藏按鈕。見圖31。 “釋放”按鈕：用于解除限期使用的限制;“重設(shè)”按鈕：用于重新設(shè)定限期使用程序。

　　圖31 歷史記錄界面

　　(4)用戶設(shè)置界面的設(shè)計(jì)

　　用戶設(shè)置界面見圖32，此界面主要用于對(duì)各設(shè)備各參數(shù)值的設(shè)定。

　　圖32 用戶設(shè)置界面

　　左上角的紅色鎖標(biāo)記(password set table)：屬于本組態(tài)軟件的最高權(quán)限，此處只要用最高權(quán)限密碼就可解開其它所有的權(quán)限密碼，也可用于設(shè)定所有權(quán)限的新密碼。

　　(5) 狀態(tài)查詢界面的設(shè)計(jì)

　　狀態(tài)查詢界面見圖33，通過狀態(tài)查詢界面可以清楚地看到冷庫系統(tǒng)的具體工作情況，界面可顯示蒸發(fā)冷水泵、油泵、蒸發(fā)冷凝風(fēng)扇(10級(jí)和12級(jí))以及各個(gè)壓縮機(jī)是處于運(yùn)行狀態(tài)還是處于停機(jī)狀態(tài)。

　　圖33 狀態(tài)查詢界面

　　(6) 歷史故障與當(dāng)前故障明細(xì)界面的設(shè)計(jì)

　　圖34是歷史故障與當(dāng)前故障明細(xì)界面的設(shè)計(jì)，此界面主要用于查詢歷史故障，并能實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前故障。

　　圖34 歷史故障和當(dāng)前故障明細(xì)界面

　　(7) 壓縮機(jī)工作時(shí)間查詢界面的設(shè)計(jì)

　　此界面的功能主要為實(shí)時(shí)顯示三臺(tái)壓縮機(jī)的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，并可對(duì)運(yùn)行時(shí)間清零。運(yùn)行時(shí)間清零需要和PLC梯形圖程序共同參與實(shí)現(xiàn)。見圖35。

　　圖35 壓縮機(jī)累計(jì)工作時(shí)間查詢

　　6 結(jié)束語

　　將PLC和HMI應(yīng)用在冷庫控制系統(tǒng)中，使得冷庫的控制獲得了更加穩(wěn)定靈活的控制性能和更人性化的用戶界面，使得人與機(jī)器之間的關(guān)系更加“簡(jiǎn)單、自然、友好、一致”。

　　本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，將應(yīng)用于新疆某企業(yè)的冷庫控制中。經(jīng)多次初步調(diào)試，本控制系統(tǒng)的運(yùn)行完全正常，能圓滿實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所提的各種控制要求，整個(gè)控制系統(tǒng)即將發(fā)往新疆。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[3]CX-Programmer 6.1 中文操作手冊(cè).上海歐姆龍自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司,2007.

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　　[6]DELTA DOP系列人機(jī)界面使用手冊(cè).中達(dá)電通股份有限公司,2007.

　　作者簡(jiǎn)介

　　趙 安 教師，現(xiàn)就職于江蘇泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院。