5    ESD系統的工程應用

        在ESD的工程應用中，首先應在工藝分析的基礎之上確定控制方案，然后利用組態軟件進行系統組態和控制程序的設計，最后對編譯好的組態程序下裝，進行在線的調試正常后，就可將系統投入使用了。

        下面對ESD系統工程應用中的兩個主要部分加以說明。

(1)  ESD系統的組態

        ESD系統組態的主要內容是系統參數設置，硬件配置和通訊通道的連接。控制程序的設計主要是利用硬件廠商提供的編程軟件進行邏輯描述，只要拖、選中各種邏輯門或觸發器，進行有機連接就可實現聯鎖功能。其一般步驟包括：

        ①  首先確定工藝正常時聯鎖輸入，聯鎖輸出采用常開觸點，還是常閉觸點，即聯鎖輸入，聯鎖輸出邏輯值為0還是1（開關量觸點閉合，邏輯值為1；開關量觸點斷開，邏輯值為0。此時現場開關量儀表有可能接常開觸點或常閉觸點）。一般習慣規定工藝正常時聯鎖輸入、聯鎖輸出值為1，即聯鎖輸入、聯鎖輸出正常時為1，聯鎖輸入值變為0時達到自動聯鎖條件，聯鎖輸出值變為0時啟動自動聯鎖。如果有多個聯鎖輸入，其中任意一個達到自動聯鎖條件時，啟動自動聯鎖，則聯鎖輸入應采用與門聯接。要特別注意的是：工藝正常時常開觸點（0）或常閉觸點（1）與繼電器的常開觸點或常閉觸點并非完全相同。失電狀態下斷開的繼電器觸點為繼電器常開觸點，失電狀態下閉合的繼電器觸點為繼電器常閉觸點。

        ②  依據控制方案，由真值表或因果圖設計信號邏輯關系，并采用邏輯代數的方法進行化簡，列出表達式，按表達式繪出邏輯圖。

        ③  根據繪出的邏輯圖，用硬件廠商提供的編程軟件進行邏輯圖的描述，即進行離線程序的開發。

        硬件廠商提供的編程軟件一般都要遵守可編程控制器的IEC1131-3國際標準，支持包括梯形圖、順序功能圖、功能塊圖、結構化文本、指令表以及第三方編程器在內的多種編程語言和方法。由于梯形圖方法簡單明了且執行速度快，所以下面對前面提到的典型應用用梯形圖的方法進行描述，見圖2(b)和圖4(b)。

        其中圖2(b)中的復位（RESET）、聯鎖切除（CUT）、人工聯鎖（MANUAL）和信號旁路（BY1，BY2）均為“1”有效；其他輸入參數“1”表示正常，“0”表示故障；輸出參數“1”表示正常，“0”表示故障；I1是一個中間變量，為“1”時聯鎖條件成立，“0”時表示正常；V1變量對應于電磁閥的輸出通道。

        其中圖4(b)中的復位（RES）、人工聯鎖（MAN）和開閥確認（KS1，KS2）均為“1”有效；I1變量為“1”時表示聯鎖條件成立，“0”表示正常； V1，V2變量對應于電磁閥的輸出通道，“1”表示閥打開，“0”表示閥關閉。

(2)  在線程序的調試

        程序在線的調試對于檢驗系統組態和控制程序的正確與否，起著關鍵的作用，其調試的具體內容包括：

        ①  聯鎖的再次確認

        由工藝、設備和自控專業技術人員，討論聯鎖設置是否正確，根據工藝設備的要求，再次對聯鎖條件進行確認。

        ②  對系統的輸入、輸出值進行檢查核對

        觀察卡件診斷圖上有無顯示輸入、輸出開路的現象。如有，應檢查輸入、輸出與現場儀表是否連接好，現場儀表接線是否正確。

        對于模擬量輸入，斷開現場儀表接線，從現場加相應信號，檢查對應位號顯示是否正確，并根據文件核對儀表量程；對于數字量開關輸入信號，使其閉合和斷開，觀察其狀態是否正確。而對于壓力開關或液位開關等，要使用專用儀器，使其處于正常工況和異常工況，來檢查開關的動作值與設計是否相符。對于輔助操作臺的硬開關和按鈕以及操作畫面上的軟開關和按鈕，都應一一核對其所處位置與組態定義的是否一致；對于數字量開關輸出信號，應將其強制為邏輯1或邏輯0，觀察系統卡件相應通道指示燈或繼電器指示燈指示的是否正確。（一般邏輯1時指示燈亮，邏輯0時指示燈滅）。

        ③  聯鎖的調試

        依據聯鎖圖，人為操作使聯鎖條件滿足（注意做到使每個聯鎖條件分別滿足），激發聯鎖回路動作，檢查聯鎖輸出狀態是否正確，檢查現場各個執行機構動作是否靈敏，位置是否正確。

        將可能出現的各種條件都予以考慮，形成各種條件組合，作為聯鎖激發條件，檢查聯鎖回路動作是否正確。

        ④  聯鎖畫面檢查

        由工藝專業技術人員仔細檢查工藝流程有無錯誤，設備名稱、工藝管線，物料等標注是否正確，聯鎖畫面的翻頁，切換和調用是否方便。

        由自控專業技術人員檢查聯鎖畫面中的軟開關和按鈕動作是否正確，顯示數據，圖中的色變是否正確，設備的開停狀態和電磁閥的開關狀態顯示是否正確。

        ⑤  檢查第一事故記錄（SOE）的功能

        SOE（Sequence of Event）是系統專門對事件的發生情況進行記錄的事件程序，它使得操作員在聯鎖動作以后，可以方便的找到第一事件的記錄，為進一步查找故障原因提供方便。

        在調試過程中，可以人為改變DI或DO信號的邏輯值，然后在SOE程序中查看是否正確記錄即可。

        ⑥  組態數據庫的保存

        在調試完成后，應該將控制器中的組態數據庫文件及時進行轉存，并標注轉存時間，以便以后進行恢復或繼續修改，避免因各種原因造成組態數據庫文件丟失，未及時轉存則工作徒勞。

6    結語

        本文探討了ESD的設計原則以及在ESD的工程應用過程當中所感受到的粗淺體會。總之，在設計和應用ESD時，還有許多方面需要深入地探索和研究，需在實踐中不斷地總結經驗，提高ESD的應用水平，從而為生產裝置保駕護航。