一、概述
1.1 軟PLC簡(jiǎn)介
　　軟件PLC（SoftPLC，也稱(chēng)為軟邏輯SoftLogic）是一種基于基于PC機開(kāi)發(fā)結構的控制系統，它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特點(diǎn)，利用軟件技術(shù)可以將標準的工業(yè)PC轉換成全功能的PLC過(guò)程控制器。軟件PLC綜合了計算機和PLC的開(kāi)關(guān)量控制、模擬量控制、數學(xué)運算、數值處理、網(wǎng)絡(luò )通信、PID調節等功能，通過(guò)一個(gè)多任務(wù)控制內核，提供強大的指令集、快速而準確的掃描周期、可靠的操作和可連接各種I/O系統的及網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)放式結構。所以，軟件PLC提供了與硬PLC同樣的功能，同時(shí)又提供了PC環(huán)境的各種優(yōu)點(diǎn)，使用軟件PLC代替硬件PLC有如下的優(yōu)勢：

●用戶(hù)可以自由選擇PLC硬件

●用戶(hù)可以獲得PC領(lǐng)域技術(shù)/價(jià)格優(yōu)勢，而不受某個(gè)硬PLC制造商本身專(zhuān)利技術(shù)的限制

●用戶(hù)可以少花錢(qián)但又很方便地與強有力的PC網(wǎng)絡(luò )相連

●用戶(hù)可以用他熟悉的編程語(yǔ)言編制程序

●對超過(guò)幾百點(diǎn)I/O的PLC系統來(lái)說(shuō)，用戶(hù)可以節省投資費用
　　
1.2 已有軟件PLC產(chǎn)品簡(jiǎn)介
　　目前，在歐美等西方國家都把軟件PLC作為一個(gè)重點(diǎn)對象進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，已投入市場(chǎng)的軟件PLC產(chǎn)品較多。據報道，在美國底特律汽車(chē)城，大多數汽車(chē)裝配自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)、熱處理工藝生產(chǎn)線(xiàn)等都已由傳統PLC控制改為軟件PLC控制。而國內能見(jiàn)到的軟件PLC產(chǎn)品的演示版或正式發(fā)行版有德國KW－software公司的MULTIPROG wt32、法國Schneider Automation公司的Concept V2.1以及Wonderware公司的InControl7.0等。目前國內已有一些著(zhù)名的自動(dòng)化軟件公司（如北京三維力控科技有限公司）正在研究開(kāi)發(fā)具有自主版權的中文軟PLC產(chǎn)品。另外，也有一些自動(dòng)化工程公司開(kāi)始代理銷(xiāo)售和推廣這些商用化的軟PLC產(chǎn)品。
　　
1.3 PLC市場(chǎng)預測和軟件PLC的市場(chǎng)突破口
　　據有關(guān)數據統計顯示，1987年世界PLC的銷(xiāo)售額為25億美元，此后每年以20%左右的速度遞增。進(jìn)入90年代以來(lái)，世界PLC 的年平均銷(xiāo)售額在55億美元以上，其中我國約占1%。進(jìn)入2000年以后，PLC在國際市場(chǎng)上已成為最受歡迎的工業(yè)控制暢銷(xiāo)產(chǎn)品，軟PLC 設計自動(dòng)控制系統已成為世界潮流。
　　
1.4 力控軟PLC
　　北京三維力控科技有限公司開(kāi)發(fā)的控制策略生成器，是新一代控制策略自動(dòng)化軟件，符合IEC1131-3標準，為您提供功能強大，易于使用、圖形化的設計工具，讓您快速開(kāi)發(fā)控制邏輯程序，減少您的開(kāi)發(fā)時(shí)間，并提供仿真調試功能，大大提高了您的效率，可增強您開(kāi)發(fā)控制邏輯的可靠性。
　　
二、應用工藝和環(huán)境
　　1500噸/年硫磺回收裝置是大慶煉化公司新增裝置，在設計的時(shí)候將其火炬聯(lián)鎖放空系統納入原ESD系統下。在實(shí)際建設過(guò)程中發(fā)現，原來(lái)的ESD系統由于運行時(shí)間較長(cháng)，如果進(jìn)行大面積的改造，勢必影響系統的穩定性，特別是此型號的ESD設備已經(jīng)淘汰，備件根本買(mǎi)不到。但是工藝設備已經(jīng)建立，為了不影響開(kāi)工生產(chǎn)，避免生產(chǎn)過(guò)程中的意外傷害，實(shí)現高效自動(dòng)化控制，確保裝置長(cháng)周期平穩運行，決定上一套聯(lián)鎖保護系統，以便將來(lái)進(jìn)一步整合。由于時(shí)間緊迫，所以上此系統要求滿(mǎn)足3個(gè)條件：

1、開(kāi)發(fā)周期要短，在一周以?xún)取?BR>
2、系統穩定性要好。

3、性能/價(jià)格比要高。

　　在充分論證了幾種方案之后發(fā)現，用軟PLC控制最為符合實(shí)際需要。
　　
三、系統設計
3.1 系統硬件和軟件選擇
　　設計系統的關(guān)鍵是硬件和軟件的穩定性，根據實(shí)際的應用經(jīng)驗和比較選用以下配置。

　　硬件配置：西門(mén)子工業(yè)計算機P4 2.0G/256M/40G/20英寸彩顯；研祥數據采集卡；

　　軟件配置：系統WINDOWS 2000；組態(tài)軟件三維力控2.61控制策略網(wǎng)絡(luò )版。

3.2 工藝聯(lián)鎖說(shuō)明
　　通常在裝置正常運轉情況下硫磺酸性氣罐 V-5101內部充滿(mǎn)了大量的有毒有害氣體硫化氫，當裝置停車(chē)時(shí)，火炬放空線(xiàn)內殘存的硫化氫氣體應利用氮氣吹掃盡快排出，以保護設備和人員安全。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中工藝對這一聯(lián)鎖控制的要求具體如下：

　　1、在自動(dòng)吹掃聯(lián)鎖狀態(tài)下 V-5101 氣罐壓力檢測點(diǎn)P-5101的輸出閥位小于等于5 ma時(shí)，氮氣閥SV-5102自動(dòng)打開(kāi)，氮氣吹掃放空線(xiàn)“T”時(shí)刻后，SV-5102自動(dòng)失電關(guān)閉。

　　2、除手動(dòng)吹掃聯(lián)鎖狀態(tài)外 V-5101氣罐壓力檢測點(diǎn)P-5101的輸出閥位大于等于6 ma時(shí)，氮氣閥SV-5102始終處于關(guān)閉狀態(tài)，不會(huì )帶電打開(kāi)。

　　3、在自動(dòng)解除聯(lián)鎖狀態(tài)下 即使V-5101 氣罐壓力檢測點(diǎn)P-5101的輸出閥位小于等于5 ma時(shí)，氮氣閥SV-5102也不會(huì )帶電打開(kāi)。即該動(dòng)作條件被屏蔽。

　　4、在手動(dòng)吹掃聯(lián)鎖狀態(tài)下 無(wú)論壓力檢測點(diǎn)P-5101的輸出閥位如何變化，氮氣吹掃閥SV-5102都將被打開(kāi)。

　　5、自動(dòng)吹掃、自動(dòng)解除和手動(dòng)吹掃三種連鎖狀態(tài)的切換通過(guò)一手動(dòng)開(kāi)關(guān)人為設定，設計要求此開(kāi)關(guān)為三位式，即當其中一個(gè)處于狀態(tài)“1”時(shí)，另外兩個(gè)處于“0”狀態(tài)。
　　
3.3 軟件設計方案
　　
　　實(shí)現火炬爐放空線(xiàn)氮氣吹掃閥聯(lián)鎖控制的關(guān)鍵在于1）如何將誘發(fā)聯(lián)鎖動(dòng)作的條件引入到邏輯關(guān)系表達式中，即實(shí)現現場(chǎng)檢測信號的輸入。2）三位式開(kāi)關(guān)的創(chuàng )建。
　　
3.3.1力控的順控模塊和關(guān)系模塊動(dòng)態(tài)連接實(shí)現了檢測信號的轉換和導入
　　
詳細表達式如下：
　

該功能模塊內部條件定義為：

　　注：根據PIC5101閥位輸出0――100% 與輸出電流信號4――20 ma 的對應關(guān)系，將壓力PIC5101閥位檢測信號5 ma 和6 ma分別換算成6.25%和12.5%，以便參與聯(lián)鎖控制。
　　
該功能模塊內部順序表定義為：

注：SW5101A和SW5101B為公共變量，在調用之前必須預先定義。
　　
3.3.2力控邏輯功能塊實(shí)現了三位式開(kāi)關(guān)的創(chuàng )建

該三位式開(kāi)關(guān)功能塊內部定義如下：
　　

　　注：指定 A：自動(dòng)吹掃 B：自動(dòng)解除 C：手動(dòng)吹掃 在功能塊內部中文注釋?zhuān)⒁灶伾珔^分開(kāi)關(guān)選項，即綠色代表選中，紅色代表未選擇。
　　
3.3.3邏輯符號的組合、鏈結，搭建了完整的邏輯圖，實(shí)現了最終的邏輯控制功能。
　　

　　
3.4軟件實(shí)施說(shuō)明
　　邏輯在正常投用前，必須將各功能模塊置于自動(dòng)方式（AUT），同時(shí)設定延時(shí)器的時(shí)間。而后根據生產(chǎn)需要選擇聯(lián)鎖方式，即將手動(dòng)開(kāi)關(guān)SC5101置于所需檔位。

　　1、如選擇“A”，則表明聯(lián)鎖處于自動(dòng)吹掃方式，此時(shí)如果壓力檢測點(diǎn)PIC5101.MV 小于等于5 ma時(shí)，則首先通過(guò)關(guān)系模塊RL5101和順控模塊ST5101動(dòng)作觸發(fā)SW5101A.PV=”1”，然后通過(guò)LJ5101模塊的動(dòng)作使得電磁閥SV-5102帶電打開(kāi)“T”時(shí)刻。

　　2、如選擇“B”，則表明聯(lián)鎖處于自動(dòng)解除方式，此時(shí)即便壓力檢測點(diǎn)PIC5101.MV小于等于5 ma時(shí)，即SW5101A.PV=”1”，電磁閥SV-5102也將始終處于失電關(guān)閉狀態(tài)。

　　3、如選擇“C”，則表明聯(lián)鎖處于手動(dòng)吹掃方式，此時(shí)電磁閥SV-5102將會(huì )被帶電打開(kāi)，而與壓力檢測點(diǎn)PIC5101的閥位輸出大小無(wú)關(guān)。

　　邏輯在正常投用后，為使其功能正常發(fā)揮，選擇開(kāi)關(guān)是至關(guān)重要的，這點(diǎn)需要謹慎操作。

四、結束語(yǔ)
　　組態(tài)、設計工作完成后，經(jīng)過(guò)模擬和在線(xiàn)測試后，證明該套邏輯所實(shí)現的功能完全達到了原設計的意圖，滿(mǎn)足了工藝對生產(chǎn)的需求。同時(shí)這一邏輯功能的投用不僅確保了裝置按時(shí)開(kāi)工和平穩運行，而且一定程度上也緩解了操作工人的勞動(dòng)強度，減少了危險區的作業(yè)，其潛在的效益不可估量。而且充分利用了力控軟件的WEB功能，實(shí)現了網(wǎng)絡(luò )化，使重要的生產(chǎn)部門(mén)通過(guò)公司的局域網(wǎng)絡(luò )可以時(shí)實(shí)查看現場(chǎng)設備運行情況，產(chǎn)生可意外的附加效益。
　　系統投資少，見(jiàn)效快，運行一年多來(lái)穩定可靠。說(shuō)明利用軟PLC控制，是完全可行的，是新的思路和理念，具有廣闊的前景。