螺桿式空壓機(jī)變頻器壞了這種事放在哪家工廠都是急茬——壓縮空氣一斷整個(gè)車間都得停。前陣子朋友廠里就是這情況一臺22kW的變頻螺桿機(jī)報(bào)IGBT故障變頻器廠家報(bào)了個(gè)價(jià)換整套變頻總成要兩萬多貨期還小一個(gè)月。老板當(dāng)場就皺眉問能不能先想辦法讓機(jī)器轉(zhuǎn)起來。我的處理方案是確認(rèn)電機(jī)是普通三相異步電機(jī)后不換變頻器直接把這臺變頻機(jī)降級成工頻運(yùn)行用一套西門子S7-200 224XP PLC加昆侖通態(tài)觸摸屏重寫控制邏輯把壓力、溫度、加卸載、故障保護(hù)全部接管過來。從拆機(jī)到恢復(fù)供氣用了兩天半。這也是今天這篇想聊透的事——變頻螺桿機(jī)怎么穩(wěn)定改造成工頻運(yùn)行PLC程序怎么設(shè)計(jì)、注釋怎么寫才有價(jià)值昆侖通態(tài)觸摸屏組態(tài)時(shí)有哪些坑。如果你手頭正好也有一臺變頻空壓機(jī)趴窩預(yù)算卡得緊或者你就是想學(xué)一下這套經(jīng)典配套S7-200 昆侖通態(tài)觸摸屏的完整控制方案這篇文章可以給你一條能直接落地的思路。1. 項(xiàng)目背景與改造思路拆解1.1 現(xiàn)場情況還原與問題定位先說說那臺機(jī)器的情況。這是一臺比較常見的22kW變頻螺桿空壓機(jī)排氣量3.6m3/min左右額定排氣壓力0.8MPa。故障現(xiàn)象是變頻器面板報(bào)過流斷電重啟后還能勉強(qiáng)跑幾十秒再帶載又跳。拆開檢查IGBT模塊已經(jīng)擊穿驅(qū)動(dòng)板有燒蝕痕跡。變頻器品牌不算冷門但這款機(jī)型已經(jīng)停產(chǎn)市面上配件很難找原廠回復(fù)要么換整機(jī)要么等配件。這里要特別說清楚一個(gè)問題標(biāo)題里“變頻機(jī)不能用”并不代表空壓機(jī)本體報(bào)廢。很多變頻螺桿機(jī)的核心——螺桿主機(jī)和主電機(jī)本身是好的壞的只是電氣驅(qū)動(dòng)部分。變頻器集成了軟啟動(dòng)、調(diào)速、控制和保護(hù)功能一旦它掛了整個(gè)機(jī)子就像沒了大腦和心臟但其實(shí)“身體”還是健康的。這時(shí)候的判斷重點(diǎn)就是驅(qū)動(dòng)電機(jī)是普通三相異步電機(jī)還是永磁同步電機(jī)如果是后者絕對不能直接工頻啟動(dòng)會燒電機(jī)。我做的第一件事就是抄電機(jī)銘牌——三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速專用7.5~22kW380V星三角或直接啟動(dòng)都行。這條確認(rèn)了改造就成立。1.2 方案對比換變頻器、換通用變頻器還是工頻降級當(dāng)時(shí)擺在面前的選擇有三條路第一條花兩萬多換原廠變頻總成。優(yōu)點(diǎn)是恢復(fù)完整變頻功能節(jié)能和壓力穩(wěn)定性都能保持原樣缺點(diǎn)是貴、貨期長而且原廠控制器往往和變頻器綁定換完還得找廠家來調(diào)試。第二條換一臺國產(chǎn)通用變頻器。成本大概五六千但問題在于原機(jī)控制器和變頻器是深度集成的你很難讓通用變頻器去配合原機(jī)控制器等于要把控制邏輯重新寫一遍。與其這樣還不如直接跳到第三條。第三條改成工頻運(yùn)行。成本最低主要花錢在PLC、觸摸屏、接觸器、保護(hù)器這些元器件上算下來不超過三千塊。缺點(diǎn)也很直觀電機(jī)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)用氣量變化時(shí)只能靠加卸載來調(diào)節(jié)壓力有波動(dòng)部分負(fù)荷時(shí)耗電比變頻模式高。但對于很多中小工廠只要空壓機(jī)不停機(jī)產(chǎn)線能跑起來這個(gè)代價(jià)完全可以接受尤其是作為過渡方案用上一年半載再作打算一點(diǎn)不虧。我的選擇很明確工頻降級改造用PLC和觸摸屏把丟失的監(jiān)視和控制能力補(bǔ)回來。改造的核心思路可以概括成一句話——用通用PLC模擬原機(jī)組控制器的邏輯用觸摸屏替代原來的操作面板和參數(shù)界面讓這臺機(jī)器重新成為一臺“看得見、摸得著、調(diào)得了參數(shù)”的工頻螺桿機(jī)。2. 硬件選型與I/O點(diǎn)位規(guī)劃2.1 為什么選西門子224XP這次選西門子S7-200 224XP不單是因?yàn)槭诸^有現(xiàn)貨還有一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的原因這款PLC在工控二手市場保有量太大采購容易價(jià)格透明資料滿天飛。雖然西門子已經(jīng)停產(chǎn)S7-200系列很多年但它和昆侖通態(tài)觸摸屏的通信方案非常成熟PPI協(xié)議穩(wěn)定社區(qū)里能搜到大量參考案例特別適合改造類項(xiàng)目。具體到224XP這個(gè)型號最大的優(yōu)勢在于自帶兩路模擬量輸入。我們都知道空壓機(jī)改造要管兩個(gè)最重要的過程量——排氣壓力和排氣溫度。如果用CPU224這種不帶模擬量的型號還得再加一塊EM231模擬量擴(kuò)展模塊多花錢多占空間。而224XP集成了2路AI、1路AO量程是0~10V剛好夠用。它還有14個(gè)數(shù)字量輸入和10個(gè)數(shù)字量輸出對于空壓機(jī)這種點(diǎn)位不算多的設(shè)備來說綽綽有余。我這次用的型號是220V供電的繼電器輸出版訂貨號參考6ES7214-2BD23-0XB8接線簡單輸出觸點(diǎn)容量也夠驅(qū)動(dòng)中間繼電器。2.2 I/O點(diǎn)位分配與電氣設(shè)計(jì)點(diǎn)位分配是整個(gè)項(xiàng)目的地基分配之前一定要把原機(jī)電氣圖翻出來弄清楚每個(gè)執(zhí)行元件和傳感器的性質(zhì)。這臺機(jī)器原來的電氣元件不算復(fù)雜整理后的點(diǎn)位清單如下類型點(diǎn)名地址說明數(shù)字量輸入啟動(dòng)按鈕I0.0常開自復(fù)位數(shù)字量輸入停止按鈕I0.1常閉自復(fù)位數(shù)字量輸入電機(jī)保護(hù)器反饋I0.2過載/缺相時(shí)斷開數(shù)字量輸入急停反饋I0.3急停按鈕輔助觸點(diǎn)數(shù)字量輸入油濾器堵塞信號I0.4壓力開關(guān)常開數(shù)字量輸入手動(dòng)/自動(dòng)切換I0.5自動(dòng)運(yùn)行時(shí)閉合模擬量輸入排氣壓力AIW00~1.6MPa4~20mA信號模擬量輸入排氣溫度AIW2PT100經(jīng)變送器4~20mA數(shù)字量輸出主接觸器Q0.0控制主電機(jī)數(shù)字量輸出加載電磁閥Q0.1失電卸載得電加載數(shù)字量輸出放空電磁閥Q0.2卸載時(shí)泄放機(jī)頭壓力數(shù)字量輸出冷卻風(fēng)扇接觸器Q0.3控制風(fēng)扇電機(jī)數(shù)字量輸出故障指示紅燈Q0.4報(bào)警時(shí)點(diǎn)亮數(shù)字量輸出蜂鳴器Q0.5報(bào)警時(shí)鳴響這里有一個(gè)容易被忽略的細(xì)節(jié)放空電磁閥和加載電磁閥在很多螺桿機(jī)上是聯(lián)動(dòng)的加載時(shí)進(jìn)氣閥開、放空閥關(guān)卸載時(shí)進(jìn)氣閥關(guān)、放空閥開。但也有的機(jī)型把這兩個(gè)功能整合到一個(gè)電磁閥上現(xiàn)場必須實(shí)際核對閥的動(dòng)作方向否則程序?qū)懛戳藟毫Φ搅瞬恍遁d輕則頻繁排氣重則安全閥起跳。電氣設(shè)計(jì)上三個(gè)關(guān)鍵原則要守住第一主電路要把電機(jī)線從變頻器輸出端徹底拆下來改接到主接觸器下端。變頻器的進(jìn)線端不能繼續(xù)帶電運(yùn)行斷路器、接觸器、熱繼電器或智能電機(jī)保護(hù)器按電機(jī)額定電流整定。22kW電機(jī)額定電流大概44A熱繼整定到電機(jī)銘牌電流的1.0~1.1倍。第二急停必須做硬回路。急停按鈕的常閉觸點(diǎn)直接串在主接觸器和風(fēng)扇接觸器的控制回路里一旦拍下急停不管PLC程序什么狀態(tài)接觸器都會失電斷開。PLC的急停反饋信號只做軟聯(lián)鎖和報(bào)警顯示不能作為唯一的保護(hù)手段。第三PLC數(shù)字量輸出驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)一定要加吸收回路。接觸器線圈和電磁閥線圈在斷電瞬間會產(chǎn)生反向電動(dòng)勢繼電器觸點(diǎn)容易拉弧燒蝕。交流線圈并RC吸收直流線圈并續(xù)流二極管。2.3 傳感器與模擬量接線要點(diǎn)壓力變送器我選的是0~1.6MPa量程、4~20mA輸出的兩線制變送器安裝在油氣分離器后端的取壓點(diǎn)。溫度信號在排氣口附近選了PT100熱電阻加溫度變送器同樣是4~20mA輸出。這里必須強(qiáng)調(diào)一個(gè)224XP的使用前提它集成的模擬量輸入通道只支持0~10V電壓信號不能直接接4~20mA電流。所以要加一個(gè)精密的采樣電阻把電流信號轉(zhuǎn)成電壓信號。我用的250Ω精密電阻并接在AI通道和信號負(fù)之間4~20mA對應(yīng)1~5V對應(yīng)PLC內(nèi)部的數(shù)字量大約3200~16000。如果你想讓數(shù)字量滿量程覆蓋到32000也可以串500Ω電阻把信號變成2~10V但要注意變送器的最低工作電壓是否夠。我試過用250Ω最穩(wěn)變送器供電用獨(dú)立的24V開關(guān)電源不與接觸器線圈共用電源干擾少很多。信號線必須用屏蔽雙絞線屏蔽層在PLC側(cè)單端接地。走線時(shí)千萬不要把模擬量信號線和電機(jī)動(dòng)力線綁在同一個(gè)線槽里變頻器拆掉之后接觸器通斷時(shí)的干擾依然存在不做好屏蔽AIW讀數(shù)會在幾十個(gè)數(shù)之間來回跳觸摸屏上看到的壓力就跟心電圖一樣。3. PLC程序設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)與注釋規(guī)范3.1 工頻運(yùn)行的核心控制邏輯加卸載與自動(dòng)啟停變頻機(jī)和工頻機(jī)在控制策略上的最大區(qū)別是變頻機(jī)通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來匹配用氣量而工頻機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定只能用加卸載來調(diào)節(jié)產(chǎn)氣量。程序的核心就是一套壓力上、下限控制的加卸載邏輯再疊加一個(gè)卸載超時(shí)自動(dòng)停機(jī)的功能避免長時(shí)間空載浪費(fèi)電?？刂屏鞒淌沁@樣的按下啟動(dòng)按鈕后先吸合冷卻風(fēng)扇接觸器延時(shí)2秒讓風(fēng)扇轉(zhuǎn)起來再吸合主接觸器啟動(dòng)主電機(jī)主電機(jī)啟動(dòng)后延時(shí)3秒等油壓建立起來再給加載電磁閥通電全負(fù)荷產(chǎn)氣。排氣壓力逐漸上升到設(shè)定上限比如0.8MPa時(shí)斷開加載電磁閥、接通放空電磁閥進(jìn)入卸載狀態(tài)。壓力回落到下限比如0.6MPa時(shí)重新加載。如果卸載時(shí)間持續(xù)超過設(shè)定值我一般設(shè)20分鐘說明用氣量很小程序自動(dòng)停掉主電機(jī)只保留風(fēng)扇延時(shí)散熱當(dāng)壓力再次跌破啟動(dòng)壓力時(shí)自動(dòng)重新啟動(dòng)主電機(jī)。整套邏輯在Micro/WIN里按網(wǎng)絡(luò)來寫條理會很清晰。這里給出幾個(gè)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)的功能描述和注釋示例不代表完整程序但照這個(gè)思路搭框架后面加功能很方便網(wǎng)絡(luò)1 啟動(dòng)按鈕自鎖 // I0.0按下后M0.0置位并保持系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài) // 停止按鈕I0.1斷開時(shí)M0.0復(fù)位 網(wǎng)絡(luò)2 風(fēng)扇啟動(dòng) // 運(yùn)行狀態(tài)M0.0有效時(shí)Q0.3輸出為1 // 故障或急停時(shí)強(qiáng)制復(fù)位確保風(fēng)扇停止 網(wǎng)絡(luò)3 主接觸器啟動(dòng) // M0.0有效且T37延時(shí)到且無任何故障Q0.0吸合 // 延時(shí)2秒由T37產(chǎn)生目的是讓風(fēng)扇先建立風(fēng)量這里要注意Micro/WIN里每個(gè)網(wǎng)絡(luò)上方都可以寫注釋如果接手維護(hù)的人不是你這些注釋就是他們唯一能讀懂的線索。程序下載到PLC之后注釋不會傳到PLC里但源程序和工程文件一定要留好。3.2 模擬量工程量換算與濾波模擬量處理這部分很多新手會直接拿AIW值當(dāng)壓力用這是不對的。AIW0里存儲的是0~32000之間的無符號整數(shù)必須經(jīng)過線性變換才能得到實(shí)際工程值。前面提到4~20mA經(jīng)250Ω電阻后對應(yīng)1~5V而1V對應(yīng)AIW約32005V對應(yīng)AIW約16000所以換算公式為實(shí)際壓力 (AIW0 - 3200) × 量程上限 / (16000 - 3200)以0~1.6MPa量程為例壓力值 (AIW0 - 3200) × 1.6 / 12800。如果用浮點(diǎn)運(yùn)算程序段這樣寫LD T37 // 每200ms執(zhí)行一次模擬量采樣 MOVW AIW0, AC0 // 讀回原始值到AC0 -I 3200, AC0 // 去除4mA對應(yīng)的偏移量 ITD AC0, AC0 // 轉(zhuǎn)成雙整數(shù) DTR AC0, AC0 // 轉(zhuǎn)成實(shí)數(shù) MOVR AC0, VD200 // 保存到VD200 *R 1.6, VD200 // 乘量程上限 /R 12800.0, VD200 // 除以數(shù)字量量程溫度通道的換算思路完全一樣量程改成0~150℃公式里的量程上限就寫150.0。換算出來的浮點(diǎn)數(shù)存放在VD區(qū)觸摸屏直接讀這個(gè)VD地址顯示壓力和溫度。對AIW的原始值做濾波也很有必要我習(xí)慣在PLC里加一個(gè)簡單的滑動(dòng)平均或者直接用T37定時(shí)采樣每200ms采一次取最近幾次平均值能有效壓制現(xiàn)場干擾。另外一個(gè)細(xì)節(jié)224XP的模擬量模塊需要在上電后運(yùn)行幾十毫秒才穩(wěn)定所以在OB1里建議加一個(gè)初始化脈沖程序啟動(dòng)時(shí)把報(bào)警比較的使能位先復(fù)位避免上電瞬間誤動(dòng)作。3.3 故障保護(hù)邏輯工頻運(yùn)行最讓人不放心的是失去變頻器自帶的保護(hù)功能所以保護(hù)邏輯一定要在PLC程序里補(bǔ)全。我做故障保護(hù)時(shí)分成兩組第一組是硬件硬保護(hù)由外圍電氣元件直接動(dòng)作不進(jìn)PLC程序包括急停按鈕、電機(jī)保護(hù)器兼具過載、缺相、堵轉(zhuǎn)保護(hù)和油濾壓差開關(guān)。電機(jī)保護(hù)器動(dòng)作后直接切斷主接觸器控制回路PLC只負(fù)責(zé)檢測到I0.2斷開后顯示故障。第二組是PLC軟保護(hù)包括排氣溫度高跳機(jī)、排氣壓力超高跳機(jī)、傳感器故障判斷。排氣溫度高于110℃時(shí)程序直接停掉主接觸器并鎖存故障必須人工復(fù)位才能重新啟動(dòng)。壓力超高一般用1.6MPa量程的80%作為軟保護(hù)點(diǎn)同時(shí)保留機(jī)械安全閥作為最后防線。傳感器故障判斷是通過檢查AIW值是否處在合理區(qū)間如果AIW小于1000或大于31500說明變送器斷線或傳感器壞掉了這時(shí)候不能盲目啟動(dòng)機(jī)器要看故障報(bào)警。故障處理的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是必須把“故障輸出”和“故障復(fù)位”分開。故障發(fā)生后輸出鎖存保持直到操作員在觸摸屏上點(diǎn)擊故障復(fù)位按鈕程序才清除故障標(biāo)志。這個(gè)機(jī)制防止了故障沒有排除時(shí)機(jī)器反復(fù)重啟看著就讓人放心。3.4 為什么“程序有注釋”值得單開一節(jié)標(biāo)題里專門寫了“程序有注釋”這一點(diǎn)我特別想多說幾句。我給很多廠子修過設(shè)備最怕的就是打開程序一看符號表全是I0.0、Q0.1這種冷冰冰的地址網(wǎng)絡(luò)注釋一個(gè)沒有整個(gè)程序像天書。設(shè)備剛裝好時(shí)是自己寫的半年后機(jī)器出問題自己都未必能一眼看懂當(dāng)時(shí)的邏輯更別提換了一茬維護(hù)人員之后。所以這次寫程序時(shí)強(qiáng)迫自己做了幾件事第一符號表全部用中文命名。啟動(dòng)按鈕就叫“啟動(dòng)按鈕”主接觸器就叫“主接觸器”不能在符號表里寫SB1、KM1這種只有自己能看懂的縮寫。第二每個(gè)網(wǎng)絡(luò)必須有網(wǎng)絡(luò)注釋說明這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的用途和判斷條件。如果是修改過的邏輯在注釋里注明修改日期和修改原因不要直接用新程序覆蓋舊程序舊版本用另存的方式保留。第三程序塊最前面加一個(gè)總說明寫清整個(gè)項(xiàng)目的控制流程、I/O分配表和模擬量換算公式。這個(gè)總說明相當(dāng)于設(shè)備的數(shù)字檔案后來的人拿著它能快速上手不用再去翻圖紙。在Micro/WIN里實(shí)現(xiàn)這些就是點(diǎn)擊鼠標(biāo)的事但很多人忽略。我見過太多“三無程序”——無符號表、無網(wǎng)絡(luò)注釋、無程序說明出故障時(shí)逐條指令猜邏輯維護(hù)成本高得嚇人。標(biāo)題里提到“程序有注釋”在我看來不是加分項(xiàng)而是做改造項(xiàng)目的基本職業(yè)素養(yǎng)。4. 昆侖通態(tài)觸摸屏組態(tài)關(guān)鍵步驟4.1 設(shè)備通信與變量綁定觸摸屏選型沒什么懸念昆侖通態(tài)TPC系列是改造市場的常青樹這次用了一塊7寸的TPC7062K。組態(tài)軟件是MCGS嵌入版工程里要裝“通用串口父設(shè)備”和“西門子S7-200”設(shè)備構(gòu)件。通信口接PLC的Port 0就是那個(gè)DB9母頭和Micro/WIN下載線用的是同一個(gè)口所以調(diào)試時(shí)如果觸摸屏在線下載PLC程序可能會失敗必須先斷開觸摸屏的通信線或者關(guān)閉觸摸屏電源。通信參數(shù)設(shè)置是觸摸屏和PLC能否握手的關(guān)鍵。S7-200的PPI協(xié)議默認(rèn)參數(shù)是波特率9600、8個(gè)數(shù)據(jù)位、偶校驗(yàn)、1個(gè)停止位PLC站號是2。觸摸屏側(cè)必須與之一致。在設(shè)備構(gòu)件屬性里選好西門子S7-200驅(qū)動(dòng)后把串口參數(shù)改對然后就可以在設(shè)備編輯窗口里逐個(gè)添加通道了。通道地址直接對應(yīng)PLC的存儲區(qū)。壓力和溫度換算后的浮點(diǎn)數(shù)存放在VD200、VD204觸摸屏就建立兩個(gè)浮點(diǎn)型通道加載壓力上限、卸載壓力下限、最大卸載時(shí)間這些設(shè)定值我放在了VW100、VW102、VW104觸摸屏上建無符號整數(shù)通道。M區(qū)狀態(tài)位對應(yīng)M0.0~M0.7觸摸屏建立開關(guān)型通道用于顯示運(yùn)行狀態(tài)和故障位。地址對應(yīng)關(guān)系搞懂之后變量綁定就水到渠成了。4.2 畫面設(shè)計(jì)與操作習(xí)慣觸摸屏畫面我做了三個(gè)主畫面、參數(shù)設(shè)置畫面、手動(dòng)調(diào)試畫面。主畫面按操作工的習(xí)慣來布局最顯眼的位置放兩行大字——當(dāng)前排氣壓力和當(dāng)前排氣溫度下面依次是運(yùn)行狀態(tài)指示燈運(yùn)行/停止、加載/卸載、故障報(bào)警、急停狀態(tài)、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。顏色規(guī)則要統(tǒng)一綠色表示正常運(yùn)行紅色表示故障黃色表示卸載待機(jī)。工人在車間里遠(yuǎn)遠(yuǎn)看一眼顏色就知道設(shè)備什么狀態(tài)沒必要湊到屏幕前讀字。參數(shù)設(shè)置畫面提供加載壓力、卸載壓力、最大卸載時(shí)間和溫度報(bào)警值的設(shè)定入口。這里有一個(gè)很重要的交互細(xì)節(jié)參數(shù)不要回車就寫PLC最好是先改到觸摸屏本地的一個(gè)數(shù)值對象點(diǎn)“保存參數(shù)”按鈕之后才寫入PLC。昆侖通態(tài)的數(shù)據(jù)對象可以直接和設(shè)備通道綁定也可以不綁定利用這一點(diǎn)我在畫面上放了兩個(gè)數(shù)值輸入框分別關(guān)聯(lián)本地變量再放一個(gè)“寫入PLC”按鈕按下后通過腳本把本地值賦給設(shè)備通道對應(yīng)的數(shù)據(jù)對象。這樣做的好處是防止操作工誤碰輸入框就把運(yùn)行中的參數(shù)改了現(xiàn)場安全很多。手動(dòng)調(diào)試畫面不是給日常操作用的是給檢修用的。畫面里放了一排按鈕手動(dòng)開風(fēng)扇、手動(dòng)吸合主接觸器、手動(dòng)加載、手動(dòng)卸載每個(gè)按鈕都加一個(gè)“允許調(diào)試”的軟開關(guān)只有打開軟開關(guān)按鈕才有效。這樣檢修時(shí)可以用觸摸屏逐項(xiàng)測試執(zhí)行元件非常方便。4.3 配方數(shù)據(jù)和參數(shù)批量下傳很多人問昆侖通態(tài)觸摸屏上的配方數(shù)據(jù)怎么給到PLC這個(gè)問題在批量參數(shù)管理上特別實(shí)用。MCGS的配方功能和PLC的參數(shù)批量寫入不是一回事配方是觸摸屏端的一組數(shù)據(jù)記錄比如“白天滿負(fù)荷模式”包含加載壓力0.8MPa、卸載壓力0.9MPa“夜間低用氣模式”包含加載壓力0.6MPa、卸載壓力0.7MPa。配方數(shù)據(jù)存儲在觸摸屏的內(nèi)存或者U盤里只有執(zhí)行配方下載操作時(shí)才批量寫入PLC的V區(qū)。具體做法是在MCGS工程瀏覽窗口里找到“配方”模塊新建配方組每個(gè)配方里建立若干字段字段名稱比如“加載壓力上限”“卸載壓力下限”“最大卸載時(shí)間”等每個(gè)字段關(guān)聯(lián)PLC通道對應(yīng)的數(shù)據(jù)對象也就是VW100、VW102、VW104。運(yùn)行工程時(shí)打開“配方瀏覽”窗口選中一個(gè)配方點(diǎn)擊下載按鈕整組數(shù)據(jù)就會一次性寫入PLC。如果要在腳本里實(shí)現(xiàn)可以調(diào)用MCGS提供的配方裝載函數(shù)把選中的配方載入內(nèi)存再通過串口設(shè)備寫入PLC。不同版本的函數(shù)名略有差異我在現(xiàn)場一般直接用配方窗口的按鈕操作不額外寫腳本穩(wěn)定性最好。有一點(diǎn)必須提醒PLC側(cè)要在初始化程序里給VW100、VW102、VW104賦一個(gè)安全默認(rèn)值防止觸摸屏沒有下傳數(shù)據(jù)時(shí)PLC用零值運(yùn)行那樣加載壓力和卸載壓力都是0機(jī)器一啟動(dòng)就會亂套。4.4 昆侖通態(tài)組態(tài)常見誤區(qū)組態(tài)工作里最容易翻車的就是通信。觸摸屏顯示“設(shè)備通信失敗”或者變量全部顯示0排查步驟其實(shí)不復(fù)雜先看PLC側(cè)設(shè)置站號是不是2再看觸摸屏側(cè)串口參數(shù)是不是9600、8、E、1然后用萬用表量RS485的A、B線有沒有接反——A對應(yīng)PLC的3腳B對應(yīng)PLC的8腳DB9母頭的定義別記錯(cuò)。觸摸屏和PLC都上電后在設(shè)備窗口點(diǎn)“測試”看是否返回正常數(shù)據(jù)如果通信失敗就逐項(xiàng)排查。第二個(gè)常見坑是通道地址定義不對。在昆侖通態(tài)設(shè)備構(gòu)件里添加“S7-200”通道時(shí)地址寫法不同版本有細(xì)微差異比如VW100有的寫成“VW100”有的驅(qū)動(dòng)界面需要把“V區(qū)偏移”填成100。我看到過有人把V區(qū)地址和Modbus地址混著算結(jié)果通道連上了但數(shù)據(jù)完全是亂的。解決辦法就是查驅(qū)動(dòng)手冊以驅(qū)動(dòng)界面實(shí)際提示為準(zhǔn)不要憑感覺猜。第三個(gè)坑是畫面切換后數(shù)據(jù)刷新慢或者某些數(shù)值不刷新。這個(gè)問題多半出在“刷新周期”設(shè)置上設(shè)備窗口里的通道刷新周期默認(rèn)可能是幾百毫秒甚至1秒如果畫面按秒刷新會覺得壓力顯示跟不上。調(diào)小刷新周期到200毫秒左右體感就流暢了。5. 現(xiàn)場調(diào)試與故障排查實(shí)錄5.1 送電之前的硬性檢查清單調(diào)試環(huán)節(jié)我吃過不少虧現(xiàn)在養(yǎng)成了習(xí)慣PLC程序下載之后不急著送電試機(jī)先把以下項(xiàng)目一項(xiàng)項(xiàng)過完第一主電路核對。用萬用表導(dǎo)通檔確認(rèn)主接觸器上端到電機(jī)接線端子之間的相序一致電機(jī)轉(zhuǎn)向要等空載試機(jī)時(shí)點(diǎn)動(dòng)確認(rèn)絕對不能反向運(yùn)行螺桿機(jī)反轉(zhuǎn)會把陰陽轉(zhuǎn)子憋壞。第二信號接線核對。壓力變送器、溫度變送器的正負(fù)極性有沒有接反250Ω采樣電阻是否并接在AI通道兩端。實(shí)測AIW值是最直接的驗(yàn)證手段在觸摸屏或者M(jìn)icro/WIN狀態(tài)表里觀察AIW0和AIW2變送器通電后數(shù)值應(yīng)在3200到16000之間。第三輸出負(fù)載核對。斷開主接觸器線圈的供電在PLC程序里強(qiáng)制Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3輸出逐個(gè)確認(rèn)對應(yīng)的執(zhí)行元件是否動(dòng)作。確認(rèn)加載電磁閥和放空電磁閥的動(dòng)作方向與原機(jī)氣路一致這一步錯(cuò)了帶載試機(jī)時(shí)就會出大問題。第四保護(hù)參數(shù)核對。電機(jī)保護(hù)器電流整定到電機(jī)銘牌電流熱繼電器的設(shè)定值也是一樣不要憑感覺調(diào)。排氣溫度高報(bào)警值設(shè)110℃壓力上限按空壓機(jī)銘牌額定壓力整定。5.2 調(diào)試中最典型的幾次“翻車”這次改造過程中我遇到了幾個(gè)很有代表性的問題寫出來給大家避坑。第一個(gè)問題出現(xiàn)在空載測試階段主接觸器一吸合電機(jī)保護(hù)器就跳閘。用鉗流表測電流發(fā)現(xiàn)電機(jī)三相電流不平衡一相明顯偏低。排查后發(fā)現(xiàn)是原變頻器輸出端到電機(jī)之間的連接電纜有一相被老鼠咬斷了半截只剩幾根細(xì)銅絲連著接觸器一吸合電流一大就斷。處理方法是整段更換電纜重新壓接線鼻子。第二個(gè)問題更隱蔽。觸摸屏上壓力顯示正常但壓力一直升不上去機(jī)器加載了十幾分鐘還是0.3MPa。我判斷是加載電磁閥沒有真正動(dòng)作果然檢查氣路后發(fā)現(xiàn)加載電磁閥的閥芯卡死得電后聽不到“咔噠”聲進(jìn)氣閥沒有動(dòng)作。這種問題沒辦法靠程序解決只能拆閥清洗或者更換。第三個(gè)問題是通信“抽風(fēng)”。PLC程序在線監(jiān)控一切正常觸摸屏偶爾顯示通信失敗但過一會兒自己又恢復(fù)。排查到最后發(fā)現(xiàn)是RS485通信線用了普通網(wǎng)線而不是屏蔽雙絞線而且和主電機(jī)動(dòng)力線走同一個(gè)線槽接觸器吸合瞬間干擾太大導(dǎo)致數(shù)據(jù)幀錯(cuò)亂。后來把通信線換成屏蔽雙絞線單獨(dú)走管問題消失。變頻機(jī)改工頻機(jī)之后接觸器頻繁通斷電磁干擾一點(diǎn)也不比變頻器少通信線這塊的成本不能省。5.3 問題排查速查表為了方便現(xiàn)場快速判斷我把這次調(diào)試以及以往類似項(xiàng)目遇到過的常見問題整理成一張速查表故障現(xiàn)象可能原因處理方法啟動(dòng)后電機(jī)不轉(zhuǎn)主接觸器未吸合急停未復(fù)位電機(jī)保護(hù)器跳閘檢查控制回路測Q0.0輸出狀態(tài)查急停和保護(hù)器電機(jī)跳閘但PLC無故障熱繼/電機(jī)保護(hù)器整定偏小按電機(jī)銘牌電流重新整定壓力到了不加載/不卸載壓力變送器信號異常電磁閥方向錯(cuò)誤V區(qū)設(shè)定值未寫入測AIW值是否在合理區(qū)間核對電磁閥氣路檢查觸摸屏參數(shù)觸摸屏顯示壓力為0變送器無輸出250Ω電阻開路AIW地址錯(cuò)誤測變送器電流檢查采樣電阻核對AIW0通道地址觸摸屏通信時(shí)好時(shí)壞通信線干擾波特率不匹配PLC站號不對換屏蔽通信線檢查通信參數(shù)確認(rèn)站號2卸載時(shí)間過長后機(jī)頭高溫自動(dòng)停機(jī)邏輯沒生效風(fēng)扇散熱不足確認(rèn)最大卸載時(shí)間設(shè)定檢查風(fēng)扇接觸器和反轉(zhuǎn)壓力波動(dòng)大儲氣罐容積太小加卸載壓力差設(shè)定過小增大卸載壓力與加載壓力之差必要時(shí)加裝緩沖罐表格里每一條都是現(xiàn)場真實(shí)踩過的坑。調(diào)試時(shí)不要著急一項(xiàng)項(xiàng)排查用PLC狀態(tài)表觀察程序內(nèi)部變量比用萬用表瞎量高效得多。這次改造從上線到現(xiàn)在跑了兩個(gè)多月除了最初通信線干擾問題一直很穩(wěn)定。老板最后算了一筆賬改造費(fèi)用不到三千塊比換變頻器省了將近兩萬機(jī)器停機(jī)的損失也控制在三天以內(nèi)整體算下來是完全劃算的。寫在最后這個(gè)項(xiàng)目做完我最大的體會是設(shè)備維修和改造這件事很多時(shí)候拼的不是有沒有高端儀器和豪華配件而是你能不能冷靜判斷問題出在哪、能不能用最合理的成本把事情辦成。變頻機(jī)改工頻機(jī)本質(zhì)上是一次降級但它解決了現(xiàn)場最急迫的需求——恢復(fù)供氣。另一點(diǎn)體會是關(guān)于程序的。以前我也覺得程序能跑就行注釋不注釋無所謂直到有一次給一家廠子維護(hù)設(shè)備面對一臺停產(chǎn)設(shè)備的“裸程序”只能一條指令一條指令地猜邏輯那滋味真的不好受。從那以后我寫任何程序都保留完整的注釋朋友廠這臺空壓機(jī)的程序我離開現(xiàn)場時(shí)特意留下一份帶注釋的工程文件寫了使用說明和接線圖就是為了讓后面的同事少走彎路。最后再分享一個(gè)很小的技巧這種改造項(xiàng)目完成后建議把觸摸屏里導(dǎo)出的配方文件、PLC源程序、電氣原理圖、I/O分配表一起打包存一份到工廠的公共網(wǎng)盤并且在空壓機(jī)控制柜門上貼一張簡化的點(diǎn)位表。別小看這一張紙真到設(shè)備報(bào)警、維護(hù)人員翻資料的時(shí)候它比什么都管用。