(1)合肥通用機械研究院；(2)OMRON自動化（中國）統(tǒng)轄集團
　　
　　 [摘 要]：文章詳細描述了OMRON小型PLC的配置和技術特點，提出了適合食品包裝機械、冷水機組控制需要的控制系統(tǒng)，介紹了控制軟件的功能。對于食品包裝機械、冷水機組計算機監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟件協(xié)議也做了詳細的討論?？梢宰鳛槭称钒b機械、冷水機組產(chǎn)品工程師的參考。
　　概 述
　　 隨著技術的進步，由可編程序控制器（簡稱PLC）組成的自動控制系統(tǒng)在很多行業(yè)和領域都得到了廣泛的應用，在食品包裝機械及制冷空調(diào)行業(yè)也不例外。PLC和工業(yè)人機界面（HMI）被大量地用于包裝機及冷水機組上，例如在吸收式冷水機組上，OMRON的C200Hα、CSl、CJl系列PLC就以其優(yōu)異的性能（運算功能、網(wǎng)絡通訊功能、開放的容易使用的通訊協(xié)議等）獲得了企業(yè)和用戶的贊同而得到了廣泛的使用。它的網(wǎng)絡功能讓企業(yè)能在自己的服務中心足不出戶就可以監(jiān)視在各地的用戶所使用的機組的運行全部狀態(tài)和數(shù)據(jù)，幫助客戶解決運行中碰到的問題，提醒客戶維護和保養(yǎng)機器，以及幫客戶重新恢復機組的控制程序和設定機組運行參數(shù)等等。這大大提高了服務的質(zhì)量和效率，也為企業(yè)節(jié)省了大量的開支。但是由于成本的原因，這些系列的PLC無法在其他冷水機組如風冷冷水機組、水冷螺桿機、活塞機等產(chǎn)品上取得應用，為此OMRON推出了另一款機型CPM2AH，這種機型體積小，擴充能力強，性能價格比高，非常適合在食品包裝機械及水冷和風冷冷水機組中使用。以下以冷水機組控制為例進行進一步說明。
　　1 控制系統(tǒng)的配置方案
　　 CPM2AH系列PLC是一款在小機殼內(nèi)匯聚了*的功能和優(yōu)異的表現(xiàn)的產(chǎn)品。其基本單元有20、30、40、60點四種，包含了數(shù)字量輸入和高速脈沖輸入、繼電器輸出功能，根據(jù)系統(tǒng)開發(fā)的需要，可以增加擴展模塊，擴展的模塊包括開關量輸入輸出模塊，Pt100溫度輸入模塊（TS101／TS102），電流電壓輸入模塊（AD041）和模擬量輸出模塊（DA041）。在通訊功能上可以：
　　 （1）通過Host link連接到計算機系統(tǒng)；
　　 （2）通過1∶1 Link與OMRON其他系列的PLC進行通訊；
　　 （3）通過Compobus／S和Device Net進行遠程模塊擴展，從而實現(xiàn)集散型控制。
　　這些功能可以很好地滿足機組的控制要求。滿足水冷和風冷冷水機組配置要求的控制系統(tǒng)構(gòu)成見下表：
　　
　　 上述配置表為一般通用型配置，其中風冷機組中，由于涉及到壓力測量，所以模擬量輸入采用電流／電壓型輸入模塊；對于水冷冷水機組，一般考慮2路溫度輸入，如果需要增加溫度測點，可以將TS101模塊換成TS102模塊，這樣可以將溫度輸入點增加到4路。每套PLC的CPU單元上有兩個通訊接口，一個供與觸摸屏進行連接，另外一個可以連接到遠程計算機實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
　　 由于OMRON的PLC產(chǎn)品通用性很強，很多公司的觸摸屏都可以和它通訊連接，因此可以根據(jù)價格、功能和技術特點來選擇相應的觸摸屏產(chǎn)品與PLC配套使用。
　　 對于其他有特殊要求，或設計中需要增加模擬量和數(shù)字量的情況，還可以酌情增加其他相應的擴充模塊以滿足要求。
　　2 控制系統(tǒng)功能
　　 控制系統(tǒng)的功能包括：設備運轉(zhuǎn)控制，運行參數(shù)監(jiān)視，能量自動調(diào)節(jié)，故障報警記錄和系統(tǒng)參數(shù)設定等功能：
　　 （1）設備運轉(zhuǎn)控制 可以以三種形式啟動機組，本地啟動、遠程信號啟動、定時啟動，具體為：1）在遠程信號和定時信號都屏蔽的情況下以本地方式啟停2）在定時屏蔽、遠程信號允許的情況下以遠程方式自停3）定時允許的情況下以定時方式啟停。在系統(tǒng)無全局故障情況下，以任何一種方式啟動后，輔機設備先開啟，然后開啟主機。當機組中有多臺壓縮機時，控制系統(tǒng)將根據(jù)壓縮機運轉(zhuǎn)的時間來確定開啟的壓縮機編號，以使得機組中各臺壓縮機保持相對平均的運行時間。
　　 停機也有三種開工，與機組的啟動方式相對應。停機時，先將壓縮機卸載，然后停止運行。但無論在何種啟動的模式下，本地停機均擁有zui高的操作優(yōu)先權。
　　 （2）運行參數(shù)監(jiān)視 控制系統(tǒng)可以監(jiān)視機組運行過程中的運行參數(shù)和設備運行狀態(tài)，顯示各重要參數(shù)的變化趨勢曲線。如冷水出口溫度、壓縮機的負載情況等：
　　 （3）能量自動調(diào)節(jié)在機組輔機運轉(zhuǎn)正常，主機啟動完成后即進入能量調(diào)節(jié)過程?？梢酝ㄟ^選擇冷水入口溫度控制或冷水出口溫度控制來決定機組是根據(jù)入口溫度還是出口溫度來實現(xiàn)控制。
　　 在入口溫度控制或出口溫度控制下，比較實際溫度和沒定溫度值，決定機組的上下載。實際溫變值大于設定溫度值時，機組上載；小于設定溫變值時，機組下載。可以根據(jù)兩者間的溫差值來決定上下載的周期長短，溫差大則上載或下載周期短，溫差小則上載或下載周期相應增長，溫差在0.5℃之間可以停止上下載。
　　 （4）故障報警記錄 控制系統(tǒng)可以對下列情況進行報警和記錄。如果是風冷冷水機組控制系統(tǒng)，則沒有冷卻水和冷卻塔風機的相應報警功能，但會增加融霜和制熱運行的故障報警。
　　 冷水泵故障：冷水泵啟動，經(jīng)過延時時間后，如冷水泵連鎖信號仍未到，冷水泵故障報警。
　　 斷流故障：冷水泵或冷卻水泵都啟動后，水流延時時間到后，水流開關信號未到，水斷流報警。
　　 防凍開關：防凍延時時間到，防凍開關信號未到，防凍報警。
　　 冷水低溫報警：延時時間后，如冷水出口溫度小于3℃，冷水低溫報警。
　　 外部連鎖故障：延時時間后，用戶外部連鎖未到，外部連鎖故障。
　　 壓縮機過載：延時時間后，熱保信號未到，壓機熱過載報警。
　　 高壓報警：延時時間后，高壓保護未到，壓機高壓報警。
　　 低壓報警：延時時間后，低壓保護未到，壓機低壓報警。
　　 油壓報警：延時時間后，油壓保護未到，壓機油壓報警。
　　 傳感器故障：延時時間后，如傳感器顯示溫度值大于200℃．傳感器故障報警。
　　 冷卻水泵故障：冷卻水泵啟動，延時時間后，冷卻水泵連鎖未到冷卻水泵故障報警。
　　 冷卻塔風機過流：風機啟動，延時時間后，過流保護信號未到，風機過流報警。有任何一故障發(fā)生，開關量故障輸出，系統(tǒng)聲光報警。故障排除后，需手動復位。
　　 （5）系統(tǒng)參數(shù)設定控制系統(tǒng)可以對下列參數(shù)進行設定：
　　 溫度修正值，修正傳感器采集的實際溫度值，默認下修正值為0；
　　 水流開關延時時間（默認為3秒，zui小為0.5秒）；
　　 低壓延時時間（默認為5秒，zui小0.5秒）；
　　 油壓延時時間（默認為50秒，zui小0.5秒）；
　　 關機延時時間（默認為120秒）；
　　 壓縮機zui少運行時間（默認為120秒）；
　　 允許壓縮機啟動的停機延時時間（默認為480秒，zui小為300秒）；
　　 冷卻塔風機開溫度（默認為28℃，zui小25℃，zui大30℃）；
　　 冷卻塔風機關溫度（默認為23℃，zui小20℃，zui大25℃）；
　　 冷水入口溫度（默認為12℃，zui小為10℃）；
　　 冷水出口溫度（默認為7℃，zui小為5℃）。
　　 對風冷熱泵機組還有強制除霜運行時間，除霜起始條件和結(jié)束條件，制熱運行參數(shù)等。
　　此外系統(tǒng)還可以修改控制器內(nèi)置時鐘，從而有效地通過定時功能實現(xiàn)控制，可以通過設定開關機時間，自動定時開啟和關閉機組?？梢酝?br>　　過分別設定一周每天的開關機時間，經(jīng)過與內(nèi)置的時鐘比較自動運行機組。
　　3 技術特點
　　 OMRON小型CPM2AH系列PLC具有優(yōu)異的性能價格比，所組成的控制系統(tǒng)具有如下技術特點：
　　 （1）穩(wěn)定的性能CPM2AH系列PLC外型小巧結(jié)構(gòu)緊湊，OMRON公司長期積累的生產(chǎn)控制經(jīng)驗和嚴格的技術標準保證了其可靠穩(wěn)定的性能，即使在惡劣的工業(yè)環(huán)境下仍然能正常運行。更經(jīng)過高低溫的考驗，使得該PLC可以適用在特殊的場合。
　　 （2）模擬量功能CPM2AH使用的TS101／TS102溫度控制模塊，直接連接PT100溫度傳感器，提升溫度測量的精度和可靠性。
　　 （3）通訊功能增強CPM2AH提供內(nèi)置的RS232C端口和RS422端口。OMRON*開放的通訊協(xié)議可以方便的實現(xiàn)上位機遠程監(jiān)控功能，用戶可以隨心所欲自己定制開發(fā)通訊監(jiān)控系統(tǒng)。
　　 （4）高速的程序執(zhí)行速度更快的程序指令執(zhí)行速度，使得控制過程無誤。
　　 （5）很強的擴充能力 模擬量可以增加到12路；系統(tǒng)支持Device Net協(xié)議，具有強大的擴充能力，通過遠程端子，可以擴充到256點，方便組成集散控制系統(tǒng)。
　　4 計算機監(jiān)控
　　 CPM2AH系統(tǒng)可以提供RS232和RS422通訊接口，用戶計算機可以根據(jù)實際情況直接與PLC相聯(lián)，構(gòu)筑自己的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，也可以通過調(diào)制解調(diào)器實現(xiàn)遠程監(jiān)控。在通訊協(xié)議上，OMRON的PLC產(chǎn)品采用統(tǒng)一開放的通訊協(xié)議，便于用戶開發(fā)自己的監(jiān)控軟件。通訊協(xié)議主要有運行狀態(tài)控制，存儲區(qū)讀寫等功能。通訊協(xié)議格式為：
　　
　　 通過使用這些命令，用戶可以很好地在計算機上完成對PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控。
　　5 結(jié)束語
　　 本套控制系統(tǒng)從2005年初推出后，得到了很多用戶的認可：目前已經(jīng)開始在部分用戶投入使用，使用情況表明，本系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。尤其是其開放的通訊協(xié)議，使得用戶可以定制自己的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，這就為用戶管理機組的運行提供了方便，受到了用戶的好評。