PLC合理编程以消除误操作影响

马绪


球磨机是火力发电厂、水泥工业、化学工业、煤粉制备系统的主体设备，而稀油站是与其相配套的循环润滑系统。本人采用OMRON C60P型可编程序控制器（PC）改造了稀油站的继电器控制系统，并通过合理编程，消除了各种误操作的影响。在PC控制系统中，可能产生的误操作包括人为的和系统本身所产生的。

1.人为误操作
原因在于操作人员在按下按钮时，手指的颤动或误操作，会使PC接受不止一个相同的输入信号或接受一个错误信号，从而造成PC失控。
（1）手指颤动造成失误：这是不可避免的，解决的方法是使用微分指令DIFU（13）来检索按钮送入电信号的上升沿，在一个执行周期里PC只执行一次，从而避免此类误操作的发生。见图1，0005为高压泵停止按钮，HR005为低压泵起动标志位。当按下低压泵起动按钮0003时，信号转化为微分指令HR005，HR005在一个程序扫描周期里，只接收一个上升沿脉冲，从而过滤掉由于手指颤动产生多余的脉冲，保证定时器TIM00正常延时10min，确保高压泵（0506）按时起动。
（2）无意误操作：这是经常会发生的，解决的方法有两种。
一是通过程序来优化显示功能，减少人为失误，在设计中使用一个指示灯来显示各种不同的工作状态：平光--显示系统处于运行状态；高频闪光--显示系统处于试验状态，每1s闪1次；低频闪光--显示系统处于步进状态，每3s闪1次。这样不仅节省费用，而且使控制指示集中，易于操作人员的观察，减少事故。
二是通过输入信号之间的联锁，这种方法工作量大，考虑要全面，否则也会出现输入信号相互干扰，起反作用。所以当设计完成后，一定要进行模拟试验，杜绝误操作的出现。图2是一个简化的梯形图，图中：0003为1号低压泵起动按钮；HR400为1号主机停止24h后标志；HR401为2号主机停止24h后标志；0005为2号低压泵起动按钮。实际上的相互制约的关系很复杂，此图只是说明一下如何避免误操作。图2的工作原理为1号或2号低压泵任意一台工作，并互为备用，保证有一台在工作。1号或2号低压泵停止按钮的常闭接点（0004，0006）互为连锁，当操作人员误按停机按钮0004 (0006) 时，程序会自动起动另一台低压泵（1号或2号低压泵），从而避免低压泵停机严重事故的发生。HR100为低压泵起动标志，常开（闭）接点广泛串联到各个相关回路中，尤其是串联到高压泵控制回路中，保证在低压泵未起动的前提下，起动高压泵无效，从而避免对高压泵的误操作。
1号或2号低压泵起动后，HR100得电，技术要求只有三种情况低压泵起动标志位(HR100) 失电：1号、2号主机 (0000、0001) 同时停运, 且按下系统总停按钮(0002)；PC上电复位信号（1815）；1号、2号主机同时停运24h后（HR400，HR401）。除了上述三种情况外，HR100总保持上电状态，保证整个控制系统的稳定，误按下系统总停按钮也不要紧。

2.系统本身产生的失误
是由于稀油站采用PC作集中联锁控制时，输入信号来源复杂，且PC的动作响应时间远远短于继电接触控制系统的响应时间，因而在继电接触控制系统中不太引人注意的触点瞬间跳动问题（如，干簧继电器触头的弹跳抖动、触头接触不良或触头弹簧压力过低出现“打火”、继电器线圈电压波动、周围电磁场干扰、环境中机械振动的影响等）将会在PC集中控制系统中产生误操作，加之PC供电电源采用隔离变压器隔离，I, O（输入、输出）连线采用屏蔽方式和走线分开等措施只能限制强电对PC的I, O信号的干扰，为此我在程序中加入干扰滤除子程序，见图3。图中TIM00用于消除0104接点断开时，因机械振动影响出现的瞬间闭合；TIM01用于消除0104接点闭合时，因跳动与受干扰的影响出现的瞬间断开；CNT20用于保持输入的信号；HR410、HR411为相关的运行设备。当继电器触电断开（闭合）时，由于外界环境恶劣或机械振动或其它原因，造成触点瞬间闭合（断开），接通（断开）电路，由此会造成机器误动作。针对这种情况，我设计了图3所示的梯形图中加入干扰滤除子程序，在接点与设备之间加上缓冲程序，避免了误动作的发生。当0104油位下限开关（干簧继电器的一个触点）断开后，由于以上原因造成0104瞬间闭合，起动定时器（TIM00），如果在设定时间内，0104断开，则系统判定此次闭合为误动作，不执行以下程序；若0104在设定时间内仍为闭合，则系统判定此次闭合为正常的命令，通过计数器（CNT20）保持输入的信号，起动相关的运行设备；当0104闭合后，由于以上原因造成0104瞬间断开，方法同上。TIM00、TIM01的时间设定为0003 (0.3s)、0002 (0.2s)，它不会对控制系统有什么影响，一般来讲TIM00、TIM01时间的设定值是按输入继电器可靠吸合后立即断开，这一过程的时间考虑的，约0.2s ~ 0.5s，在此范围内都可以达到消除触点跳动干扰的目的。应该注意的是，如果时间设定值过大，将使系统动作延迟；太小，则收不到滤除干扰的效果。

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