4. 通风空调PLC控制点表设计

PLC控制系统的全部现场信息,最终都要落到一张点表上。点表是硬件选型、I/O模块配置、程序变量定义、上位机画面组态和现场调试的共同依据。地铁通风空调系统涉及大量风机、风阀、水泵、电动二通阀、温湿度传感器、压差开关、变频器等设备,点表编制质量直接决定后续编程与调试效率。本节围绕数字量/模拟量点表的编制方法、PLC地址分配规则和符号命名规范展开,并给出可直接套用的示例。

一、点表的两种基本类型与信号分类

点表按信号性质分为数字量点表(DI/DO)和模拟量点表(AI/AO)。数字量点只表达两种状态,如风机运行反馈、故障报警、就地/远程转换开关位置、风阀开到位/关到位、过滤器压差报警等;模拟量点表达连续量,如送风温度、回风温度、CO₂浓度、水管压力、变频器频率给定与反馈等。

编制前必须先明确每个点的“方向”和“电气类型”。以一台双速风机为例:DO需要“高速运行指令”“低速运行指令”两个输出;DI需要“高速运行反馈”“低速运行反馈”“综合故障”“就地/远程”四个输入。若该风机由变频器驱动,则DO变为“启停指令”,AI增加“频率给定”,AO或AI增加“频率反馈”,同时保留“变频器故障”DI。方向判断错误会导致模块选型和接线图整体返工,因此点表编制阶段就要与电气专业核对二次原理图。

二、点表应包含的字段

一张可施工的点表,字段不能只有“名称+地址”。建议包含:序号、设备编号、设备名称、点位描述、信号类型(DI/DO/AI/AO)、电气类型(干接点/24VDC/4~20mA/0~10V/PT100等)、DI的常开常闭属性、AI的量程与工程单位、所属PLC机架/槽号/通道、符号名、备注(如联锁关系、报警等级)。其中“常开常闭”和“量程”是最容易被漏掉、又最容易在调试时引发误判的两项。

例如压差开关报警信号,现场多数为“压差达到设定值时触点闭合”,若点表不注明常开常闭,程序中按常闭逻辑编写,就会出现“无压差却报正常”的反逻辑错误。模拟量若不写量程,4~20mA对应的工程值无法换算,上位机显示的温度就会失真。

三、地址分配规则

地址分配应遵循“按模块顺序、按设备分区、预留余量”三条原则。以西门子S7-1200/1500为例,数字量输入从I0.0起按字节连续分配,数字量输出从Q0.0起分配,模拟量输入从IW64起、模拟量输出从QW80起(具体起始地址取决于模块组态,此处为示例约定)。分配时建议每个设备占一段连续地址,便于程序按设备成组读写。

下面给出一个车站通风空调PLC的点表片段(示例参数,非实测):

序号设备点位描述类型电气类型地址符号名
1TVF-01隧道风机运行反馈DI干接点I0.0TVF01_Run_FB
2TVF-01隧道风机综合故障DI干接点(常闭)I0.1TVF01_Fault
3TVF-01就地/远程DI干接点I0.2TVF01_LocalRem
4TVF-01启停指令DO继电器Q0.0TVF01_Cmd
5AHU-01送风温度AI4~20mA,0~50℃IW64AHU01_SAT
6AHU-01回风CO₂浓度AI4~20mA,0~2000ppmIW66AHU01_CO2
7AHU-01冷水阀开度指令AO0~10VQW80AHU01_Valve_Cmd

地址分配还要考虑余量。每个机架的数字量通道建议预留10%~15%,模拟量通道预留2~4路,用于后期增加传感器或联锁信号。若某站有30台风机、每台4个DI,则DI需求约120点,选型时应按16点或32点模块组合,并保证总点数留有余量,而不是刚好卡满。

四、符号命名规范

符号名是程序、画面、报警和趋势曲线的共同索引,必须做到“见名知设备、见名知功能、见名知方向”。推荐采用“设备编号_功能_方向”的分段结构,段间用下划线连接,全部使用英文大写或首字母大写,避免中文、空格和特殊字符。常用后缀约定如下:

  • _Cmd:控制输出指令(DO/AO)
  • _FB:运行或状态反馈(DI)
  • _Fault:故障信号
  • _Alm:报警位
  • _PV:过程测量值(AI)
  • _SP:设定值
  • _LocalRem:就地/远程状态

例如“AHU01_SAT_PV”表示1号空调机组送风温度测量值,“AHU01_Valve_Cmd”表示冷水阀开度指令。命名中不要用“1”“2”这类无意义序号代替设备编号,也不要同一功能在不同设备上使用不同后缀,否则程序复用和画面组态都会变得困难。

通风空调PLC点表编制与地址分配关系图 现场设备层 风机 / 风阀 / 水泵 温湿度 / CO₂ / 压差 变频器 / 电动二通阀 信号分类 DI:运行/故障/就地远程 DO:启停/开阀/报警输出 AI:温度/浓度/压力/频率 点表字段 类型 / 电气类型 / 常开常闭 量程 / 单位 / 机架槽号 地址 / 符号名 / 备注 地址分配示例(S7-1200/1500 约定) DI:I0.0 起连续分配 每设备占连续段 DO:Q0.0 起连续分配 预留10%~15%通道 AI:IW64 起 4~20mA 对应量程 AO:QW80 起 0~10V 阀位指令 符号命名结构:设备编号_功能_方向 AHU01 设备编号 SAT 功能(送风温度) PV 方向(测量值) → AHU01_SAT_PV 常用后缀:_Cmd / _FB / _Fault / _Alm / _SP

五、编制流程与校核要点

实际编制时,先由工艺专业提供设备清单和控制要求,暖通专业确认每台设备的监控点位,电气专业确认信号电气类型与接线端子,最后由自控专业汇总成点表并分配地址。点表完成后至少做三项校核:一是点数与模块容量核对,确认每个机架通道数不超限;二是地址连续性核对,确认无重复占用、无跨设备错位;三是符号名唯一性核对,确认程序变量表中无重名。

调试阶段点表还要反向验证。例如对AHU01_SAT_PV,可在现场用信号发生器输入12mA,按4~20mA对应0~50℃线性换算,12mA应对应25℃,若上位机显示明显偏离,则需检查量程设置或通道组态。对常闭故障点,可短接端子模拟正常、断开模拟故障,确认程序报警方向正确。点表不是编完就归档的文档,而应在调试中逐点打勾确认,形成带确认人和日期的版本,作为竣工资料的一部分。

点表编制阶段多花一小时核对常开常闭和量程,调试阶段往往能省下数小时的排故时间。建议将“常开常闭”和“量程/单位”设为点表的必填字段,缺项不允许进入编程环节。