PLC的软件编制中,根据需要将供电电源转换控制、空调机组控制、制氧系统配电控制、应急电源转换控制、照明控制、车载网络通讯等功能单元分不同的程序段进行编制。供电电源转换控制部分程序示例见图2,其他功能单元的程序不再罗列。
CX-Programmer软件的一个突出特点是具有“显示地址引用工具”工具栏,可在程序段下方同时显示某变量在程序中的所有应用,极大地方便了程序编制与调试。“显示地址引用工具”工具栏应用示意见图3。
2. HMI主机NT31-ST123-EV3应用程序编制
应用NT系列支持工具软件对NT31-ST121-EV3进行应用程序编制, NT系列支持工具软件在固定显示、图像和库数据支持、灯对象、触摸开关、数字显示、字符串显示、曲线图、报警列表、报警历史、数字值输入、字符串输入等方面为用户提供了友好的应用平台。
NT31的软件编制中,根据需要将供电系统信息、空调制氧系统信息、应急电源信息、照明控制信息、车载网络通讯信息等功能单元分不同的画面进行编制。应用了数字、字符串显示与输入对象、图像与库数据对象、触摸开关控制对象、报警列表、报警历史、窗口键盘等编制了友好的人机操作界面,显示直观、操作方便。应用画面部分数据示例见图4-a、4-b、4-c、4-d、4-e、4-f、4-g。
控制核心PLC、HMI等的应用设计、程序编制调试技巧总结
青藏铁路客车电气控制系统设计选型和成本估算时,详细分析了应用环境要求、工艺过程的特点、控制要求,明确了控制任务和范围,确定了所需的操作和动作,然后根据控制要求,估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC、HMI的功能、外部设备特性等,最后选择设计相应的控制系统。根据青藏铁路的特殊应用环境要求,OMRON的CPM2A-CPU61及NT31等控制产品正是以其强大的功能性、成熟稳定的可靠性、出色的性价比等特点才从众多同类控制产品中脱颖而出被选用。
控制柜的PLC、NT31等在程序编制调试过程中,积累总结的心得体会介绍如下:
l 应先规划各个功能单元的程序流程图,使功能单元的程序设计思路清晰,同时根据电气控制系统的总体控制逻辑,将各个功能单元的程序流程图有机的结合在一起,仔细处理功能单元之间的联系点。
l 编程方法上应充分运用子功能模块的子程序模式化。通过调用子程序实现相同或类似子功能模块的程序编制,增强了程序的可读性与可移植性,减小了程序大小,提高了程序的运行效率。
l 编程方法上还应充分考虑寻址方式的选用,例如在编制空调控制程序的压缩机与空气预热器的运行时间记录子程序时,合理运用了间接寻址方式操作数据区,节约了大量的程序步数。
l 编程过程中对模拟量的处理应多考虑应用一些软件滤波方法,尤其在电磁干扰严重的环境中应用更应注意模拟量采集的软件滤波处理。
l 可编程终端的界面程序编制应注意库、图像灯、间接字符串、窗口键盘等对象的应用,界面要编制的清晰简洁、逻辑合理、易于操作,对于复杂或重要操作尽量提供操作帮助说明界面。
l 调试过程中应对各功能单元控制逻辑理解透彻,尽量模拟实际运用中所有可能出现的工况,查找程序错误时要纵观应用程序整体,仔细分析所有相关点,认真参阅相关产品的操作手册,注意相关编程操作注意事项等。
青藏客车电气控制系统的技术创新
青藏铁路客车电气控制屏柜与老型的相比,从单纯的继电接触控制系统转变为以OMRON高功能性、高可靠性的PLC、人机界面触摸屏NT31等为控制核心的自动控制系统,主要解决的技术难题与实现的技术创新如下:
1.综合控制柜实现了电气控制系统的小型化、智能化、集成化和系统化。
2.综合控制柜根据预设参数实现自动控制,减轻了操作人员的工作强度,最大限度的避免由于人为误操作引起的事故,便于操作和维护。
3.综合控制柜对整车电气系统参数进行实时监测,出现故障时及时进行保护动作,避免了由于保护不及时而引起的严重后果。
4.综合控制柜可对轴温、烟火报警器、车门等智能电气设备的状态进行监视和显示。
5.综合控制柜充分考虑了整车各个电气功能部件的协调工作,使整个电气系统工作更加安全可靠。
6.综合控制柜根据电气系统布线的有关规范和实际存在的问题,不同系统、不同电压等级、不同电流类别的导线尽量相互隔离,简化了配线复杂度,节约了大量导线,结构设计上尽量减少相互间的电磁干扰。
7.综合控制柜的控制方案以自动为主,同时考虑控制系统故障的应急措施,包括极端情况下的手动应急措施。
8.控制柜减少了原有客车电气监控系统的电器元件,简化了调试流程,功能得以提升,大大提高了生产效率,降低了生产制造成本。
青藏客车电气控制系统的推广运用
青藏铁路客车电气控制系统从2006年投入实际运用2年多以来,装车300余套,经受住了青藏铁路特殊运用环境的考验,运行安全、稳定、可靠,操作维护方便,功能完善强大,得到最终用户的一致好评,取得了良好的经济效益和社会效益,在将来会有更广阔的应用空间,整体运用情况见表1。
结束语
以OMRON自动化产品为控制核心的青藏铁路客车电气控制系统是我国铁道客车电气技术领域的一次重大技术革新,是我国自主研发的铁道客车电气技术的先进代表,为保证举世瞩目的青藏铁路的顺利开通做出了卓越贡献,推动了铁道客车电气行业的发展进步,具有非常广阔的推广运用前景。
在工业自动化领域日新月异的飞速发展中,希望欧姆龙自动化集团等工控自动化产品制造商在保持产品兼容性的基础上不断推陈出新,不断应用先进技术提升PLC、HMI等工控产品的产品性能、提高产品的性价比,为工控领域的技术进步提供有力支撑。