當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制中，plc控制系統(tǒng)（變頻柜）被廣泛應(yīng)用。通過(guò)軟件程序?qū)崿F(xiàn)控制裝置之間的聯(lián)鎖控制，即自動(dòng)控制，由控制裝置驅(qū)動(dòng)的工廠機(jī)械完成符合工藝要求的生產(chǎn)過(guò)程。在這里，設(shè)備的操作分為兩種方式:手動(dòng)操作和自動(dòng)控制操作。在單臺(tái)機(jī)組的手動(dòng)操作中，通常是在設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)(機(jī)旁)操作。PLC的程序控制主要進(jìn)行自動(dòng)控制，但也包括手動(dòng)操作。其功能與本地(計(jì)算機(jī)端)操作相同。
不同的是，它是通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)的，一般是在上位機(jī)的監(jiān)控畫面中點(diǎn)擊鼠標(biāo)進(jìn)行的，也就是在機(jī)房或控制室而不是本地(計(jì)算機(jī)端)。手動(dòng)操作(包括程序中的手動(dòng)單次操作)與自動(dòng)控制程序的主要區(qū)別在于，自動(dòng)控制程序是在正式投產(chǎn)后，所有設(shè)備都能正常工作，無(wú)故障的情況下運(yùn)行。手動(dòng)操作用于調(diào)試期間的所謂“打點(diǎn)”，或者當(dāng)設(shè)備在正常運(yùn)行期間出現(xiàn)故障時(shí)。例如，對(duì)于供水水箱的液位控制，當(dāng)水位較高時(shí)，啟動(dòng)出口泵供水；水位低時(shí)，停泵供水。如果水箱的水位傳感器出現(xiàn)故障，自動(dòng)控制將無(wú)法進(jìn)行。因此，為了繼續(xù)維持生產(chǎn)，需要操作人員在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作，根據(jù)水箱的液位指示器手動(dòng)啟動(dòng)和停止出口泵的操作以及相應(yīng)閥門的打開(kāi)和關(guān)閉。需要指出的是，本文所指的設(shè)備是由PLC輸出控制的開(kāi)關(guān)設(shè)備，模擬設(shè)備不在本文討論之列。
設(shè)備的手動(dòng)和自動(dòng)切換模式
在本文中，設(shè)備是指工廠機(jī)械及其控制設(shè)備?？刂圃O(shè)備是指電機(jī)、閥門等。，而設(shè)備的手動(dòng)和自動(dòng)操作主要體現(xiàn)在控制設(shè)備的手動(dòng)和自動(dòng)操作上。比如對(duì)電機(jī)的控制一般是通過(guò)MCC(電機(jī)控制中心)電氣控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行的，電機(jī)的遠(yuǎn)程和本地信號(hào)，即自動(dòng)和手動(dòng)切換信號(hào)，以及啟動(dòng)、停止、故障等信號(hào)都是由MCC提供并接入PLC硬件系統(tǒng)。當(dāng)MCC柜上的遠(yuǎn)程就地轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到就地位置時(shí)，進(jìn)行就地手動(dòng)操作；進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)用時(shí)，可由PLC自動(dòng)控制，也可在上位機(jī)屏幕上點(diǎn)擊鼠標(biāo)手動(dòng)操作。我們可以這樣理解PLC控制系統(tǒng)、就地電氣控制系統(tǒng)、控制設(shè)備和工廠機(jī)械之間的關(guān)系，即自動(dòng)控制(包括PLC程序中的手動(dòng)操作)是指PLC控制系統(tǒng)通過(guò)電氣控制系統(tǒng)控制電機(jī)這樣的控制設(shè)備，最終由控制設(shè)備帶動(dòng)工廠機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)。電氣控制系統(tǒng)和MCC柜本身一樣，可以直接手動(dòng)和就地操作。
對(duì)于電機(jī)控制，在正常運(yùn)行期間，第一步是PLC程序的自動(dòng)控制。此時(shí)，遠(yuǎn)程本地轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)處于遠(yuǎn)程位置。然后，如果出現(xiàn)PLC無(wú)法處理的問(wèn)題或故障，就需要在上位機(jī)屏幕上手動(dòng)操作單臺(tái)設(shè)備維持生產(chǎn)或進(jìn)行安全聯(lián)鎖操作。最后如果問(wèn)題解決不了，需要就地操作(機(jī)器旁邊)，一般是停電機(jī)。
對(duì)于閥門，一般都有相應(yīng)的電氣控制系統(tǒng)，就像MCC一般都是就地電磁閥控制柜(箱)，一般都有遠(yuǎn)程就地轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，用于手動(dòng)和自動(dòng)操作的切換。與電機(jī)控制一樣，在正常運(yùn)行期間，第一步是PLC的自動(dòng)控制。此時(shí)，遠(yuǎn)程本地轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)處于遠(yuǎn)程位置。然后，如果出現(xiàn)PLC無(wú)法處理的問(wèn)題或故障，就需要在上位機(jī)屏幕上手動(dòng)操作單臺(tái)設(shè)備維持生產(chǎn)或進(jìn)行安全聯(lián)鎖操作。最后，如果問(wèn)題不能解決，則將遠(yuǎn)程本地轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到本地位置進(jìn)行本地控制。如果問(wèn)題不能解決，手動(dòng)閥只能用于安全操作。
顯然，本地手動(dòng)和遠(yuǎn)程自動(dòng)操作是通過(guò)本地控制柜(箱)上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PLC程序中的手動(dòng)和自動(dòng)切換功能也可以，在程序中實(shí)現(xiàn)類似轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的操作也沒(méi)問(wèn)題。
設(shè)備手動(dòng)和自動(dòng)切換的程序?qū)崿F(xiàn)方法1
當(dāng)遠(yuǎn)方就地信號(hào)為1時(shí)，表示就地控制柜(箱)上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)已經(jīng)到了遠(yuǎn)方位置，可以用PLC進(jìn)行自動(dòng)控制；為0時(shí)，表示現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作。為了實(shí)現(xiàn)程序內(nèi)的手動(dòng)和自動(dòng)切換，就像遠(yuǎn)程本地信號(hào)一樣，設(shè)置了一個(gè)中間變量。這個(gè)中間變量，作為程序手動(dòng)單裝置操作的標(biāo)志，由上位機(jī)監(jiān)控程序分配。當(dāng)其值為1時(shí)，程序的單個(gè)設(shè)備被手動(dòng)操作。為0時(shí)，PLC程序執(zhí)行自動(dòng)控制?？梢钥闯觯恳粋€(gè)自動(dòng)控制裝置都是在這兩個(gè)條件下運(yùn)行的。
其中(l)是置位指令,( u)是復(fù)位指令。這里之所以使用set和reset指令，主要是考慮到啟動(dòng)(on)條件和停止(off)條件可能是脈沖型(例如上升沿脈沖)，需要保持(注:如果MCC中的控制回路采用“啟動(dòng)-保持-停止”模式，那么采用脈沖輸出更合適，就像自復(fù)位按鈕一樣。為了簡(jiǎn)化梯形圖程序，這里不這樣做。感興趣的讀者不妨試一試)。電機(jī)的啟動(dòng)或停止條件是自動(dòng)控制時(shí)的聯(lián)鎖條件。當(dāng)上位機(jī)手動(dòng)操作時(shí)，自動(dòng)控制程序無(wú)法執(zhí)行。在同一個(gè)本地操作中，PLC的程序控制不能執(zhí)行，程序可以根據(jù)需要重新設(shè)置此時(shí)的電機(jī)啟?？刂菩盘?hào)。閥門的控制是相同的。這樣，每個(gè)設(shè)備都可以根據(jù)情況自動(dòng)或手動(dòng)操作。
設(shè)備手動(dòng)和自動(dòng)切換的程序?qū)崿F(xiàn)方法2
上述方法考慮了自動(dòng)手切換的各種情況。在設(shè)計(jì)程序的時(shí)候，需要一直關(guān)注手自動(dòng)切換的問(wèn)題，程序量相對(duì)于沒(méi)有手自動(dòng)切換的情況有所增加。如果把程序中的手動(dòng)程序從自動(dòng)程序中分離出來(lái)，程序會(huì)越來(lái)越清晰。同時(shí)，在設(shè)計(jì)自動(dòng)程序時(shí)也不必一直關(guān)注手動(dòng)自動(dòng)切換的問(wèn)題。
由于最終執(zhí)行手動(dòng)程序，電機(jī)或閥門的啟動(dòng)、停止或打開(kāi)和關(guān)閉由手動(dòng)程序決定。也就是說(shuō)，在自動(dòng)控制程序運(yùn)行時(shí)，如果有上位機(jī)手動(dòng)操作，則上位機(jī)手動(dòng)操作優(yōu)先。比如自動(dòng)程序要求電機(jī)停止時(shí)，如果上位機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)，電機(jī)啟動(dòng)。原因是最后執(zhí)行的程序在被程序賦了相同的變量或IO標(biāo)簽后才有效。
