1. 了解LOGO!

  本人自2005年開始接觸PLC，當時學的是S7–200。2006年，醫院對真空負壓吸引系統進行改造，采用兩臺西門子2BV5131水環式真空泵淘汰老式油循環式真空泵，改用PLC對老式采用繼電器控制的電器控制柜進行改造。當時感覺采用S7–200有點大材小用。后無意中在書店購得一本《深入淺出西門子LOGO!》，經過學習，發現使用LOGO!的性價比高于S7–200，此后先后用LOGO!改造了醫院5處真空負壓吸引電器控制柜，2臺中央空調電器控制柜，3處污水處理電器控制柜。各處系統運行至今保持良好。本文以最近對合作醫院的真空負壓吸引系統（采用2BV5111水環式真空泵）電器控制柜的改造為例，講述自己使用LOGO!控制的心得和學習體會。

 2. 選擇LOGO!

老式電器控制柜采用繼電器控制，各種繼電器合計十余個。由于繼電器觸點容易接觸不良，時常出現故障。而PLC可用軟件代替大量時間繼電器和中間繼電器。本例用到的是各輸入點上開關信號的簡單邏輯控制。比較各種小型PLC，各輸入、輸出端硬件接線線路都要經過公共輸入、輸出端，而LOGO!各輸入點只要取自同一相電源即可，而輸出又是繼電器觸點，沒有公共端，這在硬件設計上相當自由。而在軟件編程上又可將故障狀態編成文本顯示在顯示面板上，并且給出輸出報警。而面板上的光標鍵又可作為輸入開關編程，從而節省硬件投資。基于以上比較，本例選用LOGO! 230RC作為控制器。

 3. 應用LOGO!

（1）    應用簡述

由于水循環式真空泵水溫升高會影響泵的抽氣性能，故采用兩臺真空泵交替運行，即“交幫”運行狀態。而考慮到萬一管路出現泄漏時一臺泵來不及抽氣而不能將罐內真空抽至上限時，這時需要兩臺泵一起運行，即“連幫”運行狀態。由于醫院的特殊性，本例采用兩組真空負壓電接點壓力表，一組出現故障可用另一組控制。而一臺泵出現故障時能自動轉到另一臺泵運行。采用LOGO!能很好的解決上述控制問題并且能夠給出報警信號和故障原因，大大的提高了系統的穩定性，減少了排除故障的時間。

（2）    工藝流程介紹

真空負壓吸引系統以真空罐為真空存儲設備，采用兩臺水環式真空泵抽取空氣，用管道連接各病區病床床頭設備帶、手術室設備帶及各醫療科室管道終端的快速接頭。管路上裝有兩組真空負壓電接點壓力表進行自動控制。一組設定為正常值，當負壓達到–0.06MPa時壓力表觸點接通自動停泵，待真空負壓上升到–0.03MPa時自動啟動真空泵運行；另一組壓力表上下限設定為–0.066MPa和–0.026MPa作為備用。泵的進氣管上安裝有電磁閥，電磁閥與泵電機同步啟動、關閉，以防止停泵時水和空氣返流進入真空系統內。正常工作時兩泵“交幫”狀態運行，即合上電源后一臺泵首先工作，負壓值達到–0.06MPa后自動停泵，待真空系統的負壓上升到–0.03MPa時自動啟動另一臺真空泵運行，這樣周而復始使系統保持在設定的真空范圍內。而當管路發生泄漏或特殊情況時，采用“連幫”狀態運行，即一臺泵啟動運行10秒后另一臺泵跟著啟動運行（以減少兩泵同時啟動對電網的瞬時壓降）。

（3）    系統硬件配置

系統應用LOGO!硬件設計控制原理圖見圖1。

圖1 硬件設計控制原理圖

P1、P2是真空負壓電接點壓力表，其四個電接點（觸點開關）分別接入LOGO!的I1~I4,P1負壓值設定為–0.03MPa～–0.06MPa，P2負壓值設定為–0.026MPa～–0.066MPa。F為電磁閥，與泵電機同步啟動、關閉。SA1為急停開關，供操作人員發現緊急情況時使用。SA2、SA3 為多功能轉換開關，轉到手動檔時供應急或檢修時使用；轉到自動檔時分別輸入信號到I7、I8為LOGO!自動控制。若真空泵停泵檢修時，SA2或SA3轉換到停止檔，使檢修的泵退出自動控制。I5、I6輸入點通過對相應接觸器常開輔助觸頭的開∕閉信號采集，結合Q1、Q2的輸出狀態，對真空泵的啟停狀態進行監控。若Q1置位輸出，則KM1線圈得電吸合，1#泵運行，KM1常開輔助觸點閉合，I5輸入信號電壓，若電機或線路發生嚴重過載、短路、欠壓、缺相、接觸器線圈短路等故障，則QF2、FR1或FU2自動保護，切斷KM1線圈控制回路，常開輔助觸點因線圈失電復位，I5失去輸入信號電壓，Q4報警輸出，LOGO!自動轉為Q2置位輸出，接通KM2線圈，使2#泵投入運行。同理，若2#泵電機或線路發生故障，則QF3、FR2或FU3自動保護切斷KM2線圈控制回路，I6失去輸入信號電壓，系統自動轉為Q1置位輸出并報警，1#泵投入運行。Q3輸出交幫、連幫工作狀態，交幫狀態時HL4常亮，連幫狀態時HL4閃亮（亮5秒，滅5秒）。HL1為電源指示，HL2、HL3為1、2#泵工作指示。電器控制柜見圖2.

圖2

（4）    軟件開發

根據硬件配置設計，LOGO！對應的I/O分配如表1所示。

表1    LOGO！ I/O 分配表

A 啟動標志位M1  停泵標志位M2

M1、M2功能塊編程見圖3、圖4。

圖3                                    圖4

B #泵故障位M4  2#泵故障位M5

程序通過對I5、I6端電平的采集，結合Q1、Q2的輸出情況，即若Q1已置位而I5無輸入電壓，則M4置位，判斷為1#泵出現故障；同理可判斷2#泵情況。延時功能塊是為了響應程序讀取輸入量的時間，同時也方便軟件仿真，編程分別見圖5、圖6。  

                                圖5                                      圖6

C 連幫標志位M6

M6編程見圖7.由于連幫運行狀態是在非常態下使用（平時不用），從表1可知，LOGO！八個

圖7                                               圖8

輸入點已分配完畢，為節約成本，這里不增加LOGO！模塊，采用面板上的光標鍵來編程。按住右光標鍵5秒后RS功能塊置位，M1啟動后M6置位輸出連幫運行；按住左光標鍵5秒后RS功能塊復位，M6復位退出連幫運行（第一、第二次設計的產品采用軟件中的“軟鍵”特殊功能塊而不是光標鍵來編程，通過Switch=on、off來解決）。

D 交幫標志位M3  1#泵運行控制Q1  2#泵運行控制Q2

M3編程見圖8. Q1置位輸出時1#泵運行，Q2置位輸出時2#泵運行，編程見圖9、圖10.

圖9

圖10

     結合圖8、圖9、圖10，正常工作時，SA2、SA3同時轉到自動位置，合上電源后I7、I8輸入電壓，這時Q1、Q2、M3都在復位狀態，M1啟動后Q1首先置位（圖9），從圖10可知，這時Q2因Q1置位互鎖而不能置位，1#泵啟動運行，M3置位（見圖8），M2置位后Q1復位停泵，這時M3由于自鎖還是置位狀態（圖8），Q1因M3置位互鎖而不能置位（圖9），M1再次啟動后Q2置位（圖10），Q1因Q2互鎖而不能置位（圖9）,2#泵啟動運行，這時M3復位（圖8），M2置位后Q2復位停泵，這時M3還是復位狀態（圖8）且使Q2不能置位（圖10），M1再次置位后Q1置位（圖9），如此周而復始。發生故障時M4或M5置位后自動置位Q2或Q1。I7或I8單獨輸入時，自動轉為相應的1#泵或2#泵自動控制運行（見圖8，即M3復位狀態時控制Q1置位；M3置位狀態時控制Q2置位）。

E 交幫、連幫指示Q3  故障報警指示Q4

    Q3在I7、I8同時輸入時常亮，而M6也置位時閃亮。Q4在M4、M5置位，I2、I4輸入高電位時置位輸出，接通報警電路，以通20秒斷10秒脈沖報警，按住下光標鍵5秒后Q4復位。編程中對交幫、連幫、1#泵、2#泵運行狀態及故障信息共輸出十個文本信息，特別是報警信息，使維修人員一到現場馬上就可以知道故障原因，從而節省了維修時間，保證了負壓站的正常運行。

（5）    使用LOGO！的體會

自2006年嘗試使用LOGO！對電器控制柜改造以來，已先后采用LOGO！對醫院的五臺真空泵、兩臺中央空調、三臺污水處理電氣控制柜進行了改造。LOGO！的各輸入輸出端硬件接線沒有公共端，這給了我在硬件設計很大的自由度，每次編程，都能發現新的知識：從剛開始采用不同的間隙報警聲判斷故障到后來的拼音文本信息（0BA5），再到如今的中文文本報警信息（0BA6）；從起初的“軟鍵”功能塊編程到現在使用光標鍵編程，每一次的工程改造都是我的一次學習提高，也使我對LOGO！的了解不斷深入，每一次的編程都會嘗試增加新的功能，簡化多余功能。遺憾的是至今還沒編過模擬量信號，只能期待以后的機會了。

作者簡介：

黃云龍（1969-），男，溫州，高中技，高級技工，溫州醫學院附屬第一醫院