一、概述
1.1 軟PLC簡介
　　軟件PLC（SoftPLC，也稱為軟邏輯SoftLogic）是一種基于基于PC機開發(fā)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)，它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特點，利用軟件技術可以將標準的工業(yè)PC轉(zhuǎn)換成全功能的PLC過程控制器。軟件PLC綜合了計算機和PLC的開關量控制、模擬量控制、數(shù)學運算、數(shù)值處理、網(wǎng)絡通信、PID調(diào)節(jié)等功能，通過一個多任務控制內(nèi)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(tǒng)的及網(wǎng)絡的開放式結(jié)構(gòu)。所以，軟件PLC提供了與硬PLC同樣的功能，同時又提供了PC環(huán)境的各種優(yōu)點，使用軟件PLC代替硬件PLC有如下的優(yōu)勢：

●用戶可以自由選擇PLC硬件

●用戶可以獲得PC領域技術/價格優(yōu)勢，而不受某個硬PLC制造商本身專利技術的限制

●用戶可以少花錢但又很方便地與強有力的PC網(wǎng)絡相連

●用戶可以用他熟悉的編程語言編制程序

●對超過幾百點I/O的PLC系統(tǒng)來說，用戶可以節(jié)省投資費用
　　
1.2 已有軟件PLC產(chǎn)品簡介
　　目前，在歐美等西方國家都把軟件PLC作為一個重點對象進行研究開發(fā)，已投入市場的軟件PLC產(chǎn)品較多。據(jù)報道，在美國底特律汽車城，大多數(shù)汽車裝配自動生產(chǎn)線、熱處理工藝生產(chǎn)線等都已由傳統(tǒng)PLC控制改為軟件PLC控制。而國內(nèi)能見到的軟件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(nèi)已有一些著名的自動化軟件公司（如北京三維力控科技有限公司）正在研究開發(fā)具有自主版權(quán)的中文軟PLC產(chǎn)品。另外，也有一些自動化工程公司開始代理銷售和推廣這些商用化的軟PLC產(chǎn)品。
　　
1.3 PLC市場預測和軟件PLC的市場突破口
　　據(jù)有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，1987年世界PLC的銷售額為25億美元，此后每年以20%左右的速度遞增。進入90年代以來，世界PLC 的年平均銷售額在55億美元以上，其中我國約占1%。進入2000年以后，PLC在國際市場上已成為最受歡迎的工業(yè)控制暢銷產(chǎn)品，軟PLC 設計自動控制系統(tǒng)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發(fā)的控制策略生成器，是新一代控制策略自動化軟件，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，讓您快速開發(fā)控制邏輯程序，減少您的開發(fā)時間，并提供仿真調(diào)試功能，大大提高了您的效率，可增強您開發(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，在設計的時候?qū)⑵浠鹁媛?lián)鎖放空系統(tǒng)納入原ESD系統(tǒng)下。在實際建設過程中發(fā)現(xiàn)，原來的ESD系統(tǒng)由于運行時間較長，如果進行大面積的改造，勢必影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特別是此型號的ESD設備已經(jīng)淘汰，備件根本買不到。但是工藝設備已經(jīng)建立，為了不影響開工生產(chǎn)，避免生產(chǎn)過程中的意外傷害，實現(xiàn)高效自動化控制，確保裝置長周期平穩(wěn)運行，決定上一套聯(lián)鎖保護系統(tǒng)，以便將來進一步整合。由于時間緊迫，所以上此系統(tǒng)要求滿足3個條件：

1、開發(fā)周期要短，在一周以內(nèi)。

2、系統(tǒng)穩(wěn)定性要好。

3、性能/價格比要高。

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

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

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

3.2 工藝聯(lián)鎖說明
　　通常在裝置正常運轉(zhuǎn)情況下硫磺酸性氣罐 V-5101內(nèi)部充滿了大量的有毒有害氣體硫化氫，當裝置停車時，火炬放空線內(nèi)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。在實際生產(chǎn)過程中工藝對這一聯(lián)鎖控制的要求具體如下：

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

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

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

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

　　5、自動吹掃、自動解除和手動吹掃三種連鎖狀態(tài)的切換通過一手動開關人為設定，設計要求此開關為三位式，即當其中一個處于狀態(tài)“1”時，另外兩個處于“0”狀態(tài)。
　　
3.3 軟件設計方案
　　
　　實現(xiàn)火炬爐放空線氮氣吹掃閥聯(lián)鎖控制的關鍵在于1）如何將誘發(fā)聯(lián)鎖動作的條件引入到邏輯關系表達式中，即實現(xiàn)現(xiàn)場檢測信號的輸入。2）三位式開關的創(chuàng)建。
　　
3.3.1力控的順控模塊和關系模塊動態(tài)連接實現(xiàn)了檢測信號的轉(zhuǎn)換和導入
　　
詳細表達式如下：
　

該功能模塊內(nèi)部條件定義為：

　　注：根據(jù)PIC5101閥位輸出0――100% 與輸出電流信號4――20 ma 的對應關系，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(nèi)部順序表定義為：

注：SW5101A和SW5101B為公共變量，在調(diào)用之前必須預先定義。
　　
3.3.2力控邏輯功能塊實現(xiàn)了三位式開關的創(chuàng)建

該三位式開關功能塊內(nèi)部定義如下：
　　

　　注：指定 A：自動吹掃 B：自動解除 C：手動吹掃 在功能塊內(nèi)部中文注釋，并以顏色區(qū)分開關選項，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(jié)，搭建了完整的邏輯圖，實現(xiàn)了最終的邏輯控制功能。
　　

　　
3.4軟件實施說明
　　邏輯在正常投用前，必須將各功能模塊置于自動方式（AUT），同時設定延時器的時間。而后根據(jù)生產(chǎn)需要選擇聯(lián)鎖方式，即將手動開關SC5101置于所需檔位。

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

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

　　3、如選擇“C”，則表明聯(lián)鎖處于手動吹掃方式，此時電磁閥SV-5102將會被帶電打開，而與壓力檢測點PIC5101的閥位輸出大小無關。

　　邏輯在正常投用后，為使其功能正常發(fā)揮，選擇開關是至關重要的，這點需要謹慎操作。

四、結(jié)束語
　　組態(tài)、設計工作完成后，經(jīng)過模擬和在線測試后，證明該套邏輯所實現(xiàn)的功能完全達到了原設計的意圖，滿足了工藝對生產(chǎn)的需求。同時這一邏輯功能的投用不僅確保了裝置按時開工和平穩(wěn)運行，而且一定程度上也緩解了操作工人的勞動強度，減少了危險區(qū)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，實現(xiàn)了網(wǎng)絡化，使重要的生產(chǎn)部門通過公司的局域網(wǎng)絡可以時實查看現(xiàn)場設備運行情況，產(chǎn)生可意外的附加效益。
　　系統(tǒng)投資少，見效快，運行一年多來穩(wěn)定可靠。說明利用軟PLC控制，是完全可行的，是新的思路和理念，具有廣闊的前景。