二、PLC的程序设计、编制：
完成了原理图设计及PLC的硬件结构配置，程序设计是PLC应用中最关键及工作量最大的工作，根据SIEMENS-S7-200系列PLC的编程软件的特点，本案采用分块结构方式设计编制程序（也称模块化程序结构 ），分块结构的好处是：它具有很大的灵活性，可以把一个复杂的控制工程分解成多个规模较小控制任务，另外还可以把一些任务分配给子程序来承担，这样把一个复杂的工程变成多个简单工作，从而使编程得以简单容易。因为程序是模块化的，在程序调试中也可以分块调试，局部调试完成后再总体合成统调，若发现程序编制错误，只要修改某一个模块内容即可，不会影响到其他程序模块。

西门子S7-200系列PLC编程软件STEP7-MicroWIN，现已升级到SP9版本，但在编制模块化程序时还是有个小问题，即该软件不支持直接写模块程序开头的标题名称，这样会给修改调试程序时带来不便。这里介绍个小方法，即在块程序的开头编写一句无用程序，用你编程中用不到的数字量位资源，比如用I5.0做一个常开输入，再用一个Q5.0做一个输出，然后就可以在这句程序上写你模块程序的标题了，为查找方便再点上书签标记。另外还有一件事必须要做的，将你程序中所要用到的位、字节、字、双字都在编程软件的符号表中注上中文名称，文字长度一般为2-4个字，最多不要超过6个，这样你在编写程序中凡是已将位、字节、字、双字编入符号表的地址均提供中文名称显示，做这件事的缘由是因为你再好的脑子也不可能记住那么多的由字母和数字组成符号背后的真正含义，即使你先做好一张地址与名称的对应表格，那查找也没有直接显示来的方便，你即然有时间做表格还不如花点时间把中文名称直接输入符号表中来的方便。以下以程序块为标题予以叙述。

1.初始化程序：本案初始化程序有三个功能 ⑴清零操作：在主程序未运行前先对相关数据寄存器清除原数据使其值为零，该操作只需维持一个扫描周期。例如压缩机的排气压力、排气温度等数据寄存器在上次运行时残留了数据，在开机前需将其清除待重新输入新数据在人机界面显示。⑵赋值操作：对相关数据寄存器预置特定的值参与程序运行，此操作也只需维持一个扫描周期。例如压缩机配置有8个模拟量输入信号，为提高模拟量信号抗干扰的能力，采用软件方式抗干扰也是选择之一，本案对采集到的模拟量信号采用累加N次后再除N，这样干扰源产生的误差被平均了，为此要预先在初始化程序中先赋值。⑶开通子程序：开通---允许子程序参与主程序共同运行。0号子程序采用SM0.1来开通（只执行一个扫描周期）。2号子程序采用数字量逻辑判断来开通，开通时需满足PLC扩展模块正常连接与判断电源是否正常，否则该子程序不参与主程序运行。其余子程序直接用SM0.0来开通，即在主程序运行中始终开通。（关与子程序的内容在本章最末一节来介绍）

2.数字量逻辑控制程序：本节程序是用来解决压缩机的启动与停机、加卸载电磁阀的接通与断开、冷却风机的运行与停止、380V控制电源保护、高压电机绕组加热带工作、以及3个输出信号状态等。

⑴压缩机的启动与停机：实际是PLC控制高压出线柜内的真空断路器（也可以是真空接触器）的合闸与分闸，然后才有高压电机的运转与停止。编程时要注意的是真空断路器都是电动操作的，分合闸都不允许长期通电，给出的分合闸信号保持2-3秒即可。程序编制内容主要有允许运行条件判定、启动、停机三段组成，允许运行条件有：压缩机无重故障、高压出线柜备妥、急停按钮未按下等内容组成。启动、停机分为机旁、远程、联控三种操作模式，当设定机旁模式，远程、联控操作无效。当设定远程模式，机旁、联控操作无效。同样当设定联控模式，机旁、远程操作无效。但不管何种设定模式急停操作在机旁均为有效。压缩机停机还要设置停机延时，延时时间的设置对用户开放。另外还有空载过久停机程序段，压缩机卸载后即进行卸载计时，当计时值等于大于空载过久停机延时设定值时执行停机。空载过久停机程序要保证当排气压力低于加载压力时压缩机会自动启动，不需人工干预，本程序段的空载过久停机延时设置同样也要对用户开放。

⑵加卸载电磁阀：当压缩机启动后高压电机转速达到额定值，电磁阀经加载延时后接通使压缩机进入加载运行，当排气压力高于卸载压力时电磁阀断开，当排气压力低于加载压力电磁阀接通。电磁阀的开通与断开分为手动、自动两种操作模式，设定自动模式电磁阀按上述要求自动接通与断开，设定手动模式主要用于压缩机联控时由上位计算机来控制电磁阀的开通与断开（大多用户不需要这样的操作）。

⑶冷却风机的运行与停止：本案压缩机风冷采用三台风机，两台用于气冷，一台用于油冷。冷却风机的运转与停止采用温度控制，程序编制要满足当螺杆机头的出口排气温度变化，大于设定值时冷却风机自动开启运行，低于设定值时冷却风机停止运行，冷却风机的开启温度与停止温度设置对用户开放。

⑷380V控制电源保护：高压电源压缩机由两套电源供电，PLC电控及冷却风机等由380V低压电源提供，高压电机驱动电源由高压出线柜提供，为了保护压缩机运行中380电源掉电使PLC系统失去对压缩机的监控，本段程序提供当380V掉电时发出压缩机停机指令，高压出线柜即执行分闸操作，使高压电机停止运行。

⑸高压电机绕组加热带:高压电机为了防止电机绕组受潮，配置了绕组加热带，控制程序提供手动与自动两种工作模式，另外加热操作必须在电机停止时允许工作，程序编制要禁止电机运行中加热（包括手动），自动加热是电机停机后自动对绕组进行加热操作，手动则是电机停机后，手动操作加热，两种操作模式程序选择对用户开放。

⑹三个输出信号状态：本案提供压缩机PLC电控系统电源上电、压缩机运行、压缩机故障三个用户远程信号。同时还用于压缩机控制面板的指示灯显示、联控时用于对压缩机运行状态的判断、用于用户远程DCS集控系统对压缩机的数字量信息采样。电源上电信号程序编制比较简单，只要380V通电后即发出ON信号。运行信号是指只要主电机转动（不管电磁阀是否接通），程序即发出ON信号，这里要注意不要将执行高压出线柜的合闸信号直接引入，应为那个信号只保持2-3秒。重故障信号是指压缩机所有的重故障发生时产生的总输出（轻故障报警在触摸屏中给出）。数字量逻辑控制程序在编制时最好做成两个程序模块，将复杂逻辑判断、位控制（内部继电器）做成一个块，将最终的执行输出再做一个块（即与PLC输出的物理口地址有关的），这样做的好处是当你编制的程序经多个项目应用成熟后，若一旦PLC输出地址需要改变，那你只要简单的改变输出地址就可，否则你将两块程序混在一起，需要变更输出地址时将会牵一发而动全身，给自己带来不必要的麻烦。