三菱FX2N PLC指導(dǎo)應(yīng)用實(shí)例

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1、 PLC在X62W萬(wàn)能銑床改造中的應(yīng)用 概述 X62W萬(wàn)能銑床是一種通用的多用途機(jī)床，它可以進(jìn)展平面、斜面、螺旋面與成型外表的加工，它采用繼電接觸器電路實(shí)現(xiàn)電氣控制。PLC專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其顯著的特點(diǎn)之一就是可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。將X62W萬(wàn)能銑床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，可以提高整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維護(hù)、維修的工作量。 1 X62W萬(wàn)能銑床的控制要求與電氣控制線路分析 X62W萬(wàn)能銑床共用3臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，它們分別是主軸電動(dòng)機(jī)M1、進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3。X62W萬(wàn)能銑床的電路如圖1所示，該線路分為主電路、控制電路和照明電路三局部

2、。電氣控制線路的工作原理如下： 圖1萬(wàn)能銑床電氣原理圖 1.1 主電路分析 主軸電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)主軸帶動(dòng)銑刀進(jìn)展銑削加工，通過(guò)組合開(kāi)關(guān)SA3來(lái)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2通過(guò)操縱手柄和機(jī)械離合器的配合拖動(dòng)工作臺(tái)前后、左右、上下6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，其正反轉(zhuǎn)由接觸器KM3、KM4來(lái)實(shí)現(xiàn)；冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3供給切削液，且當(dāng)M1啟動(dòng)后，用手動(dòng)開(kāi)關(guān)QS2控制；3臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用熔斷器FU1作短路保護(hù)，3臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別用熱繼電器FR1、FR2、FR3作過(guò)載保護(hù)。 1.2 控制電路分析 控制電路的電源由控制變壓器TC輸出110V電壓供電。 ⑴主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制 主軸電動(dòng)機(jī)M

3、1的兩地控制由啟動(dòng)停止按鈕SB1、SB2與SB5、SB6完成。KM1是主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)接觸器，YC1是主軸制動(dòng)用的電磁離合器，SQ1是主軸變速時(shí)瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)的位置開(kāi)關(guān)。 ⑵進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2的控制 工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)在主軸啟動(dòng)后方可進(jìn)展。工作臺(tái)的進(jìn)給可在3個(gè)坐標(biāo)的6個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是通過(guò)兩個(gè)操作手柄和機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制相應(yīng)的位置開(kāi)關(guān)使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且6個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)是聯(lián)鎖的，不能同時(shí)接通。 當(dāng)需要圓形工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將開(kāi)關(guān)SA2扳到接通位置，這時(shí)觸頭SA2-1和SA2-3斷開(kāi)，觸頭SA2-2閉合，電流經(jīng)10—13—14—15—20—19—17—18路徑，使接觸器KM3得電，

4、電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)，通過(guò)一根專(zhuān)用軸帶動(dòng)圓形工作臺(tái)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2扳到斷開(kāi)位置，這時(shí)觸頭SA2-1和SA2-3閉合，觸頭SA2-2斷開(kāi)，以保證工作臺(tái)在6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閳A形工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也是聯(lián)鎖的。 2 X62W萬(wàn)能銑床電氣控制線路的PLC改造 2.1 改造方法 進(jìn)展電氣控制線路改造時(shí)，X62W萬(wàn)能銑床電氣控制線路中的電源電路、主電路與照明電路保持不變，在控制電路中，變壓器TC的輸出與整流器VC的輸出局部去掉，用可編程控制器實(shí)現(xiàn)，為了保證各種聯(lián)鎖功能，將SQ1～SQ6,SB1～SB6分別接入PLC的輸入端，換刀開(kāi)關(guān)SA1和圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2

5、分別用其一對(duì)常開(kāi)和常閉觸頭接入PLC的輸入端子。輸出器件分三個(gè)電壓等級(jí)，一個(gè)是接觸器使用的110V交流電壓，另一個(gè)是電磁離合器使用的36V直流電，還有一個(gè)是照明使用的24V交流電壓，這樣也將PLC的輸出口分為三組連接點(diǎn)。 ?????? PLC硬件設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)對(duì)X62W萬(wàn)能銑床的控制系統(tǒng)進(jìn)展詳細(xì)的分析可知，該系統(tǒng)需要輸入點(diǎn)數(shù)為16點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為7點(diǎn)，根據(jù)輸入輸出口的數(shù)量，可選擇三菱FX2N—32MR型PLC。所有的電器元件均可采用改造前的型號(hào)。 萬(wàn)能銑床各個(gè)輸入/輸出點(diǎn)的PLC I/O地址分配入下表1所示： 表1 萬(wàn)能銑床PLC I/O地址分配 序號(hào) 輸入器件 輸入地址 序號(hào)

6、輸出器件 輸出地址 1 SB1、SB2主軸啟動(dòng) X0 1 EL 照明 Y0 2 SB3、SB4快速進(jìn)給 X1 2 KM1主軸啟動(dòng) Y1 3 SB5-1、SB6-1 制動(dòng) X2 3 KM2主軸啟動(dòng) Y2 4 SB5-2、SB6-2 制動(dòng) X3 4 KM3 M2正轉(zhuǎn) Y3 5 SA1 換刀開(kāi)關(guān) X4 5 KM4 M2反轉(zhuǎn) Y4 6 SA2 圓工作臺(tái)開(kāi)關(guān) X5 6 YC1 主軸制動(dòng) Y5 7 SA4 照明開(kāi)關(guān) X6 7 YC3快速進(jìn)給 Y6 8 SQ1 主軸沖動(dòng) X7 9 SQ2 進(jìn)

7、給沖動(dòng) X10 10 SQ3-1、SQ5-1 X11 11 SQ3-2、SQ4-2 X12 12 SQ4-1、SQ6-1 X13 13 SQ5-2、SQ6-2左右進(jìn)給 X14 14 FR1 熱保護(hù)觸點(diǎn) X15 15 FR2 熱保護(hù)觸點(diǎn) X16 16 FR3 熱保護(hù)觸點(diǎn) X17 萬(wàn)能銑床的I/O接線如圖2所示： 圖2 萬(wàn)能銑床的I/O接線圖 2.3 PLC程序設(shè)計(jì) 根據(jù)X62W萬(wàn)能銑床的控制要求，設(shè)計(jì)該電氣控制系統(tǒng)的PLC控制梯

8、形圖，如圖3所示。該程序共有9條支路，反映了原繼電器電路中的各種邏輯容。在第1支路中，因SQ1和SB5、SB6都采用常閉觸頭分別接至輸入端子X(jué)7、X2，如此X7、X2的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，按下啟動(dòng)按鈕SB1或SB2時(shí)，X0常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Y1、M0線圈得電并自鎖，第4支路中Y1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輔助繼電器M1線圈得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為第5支路以下程序執(zhí)行做好準(zhǔn)備，保證了只有主軸旋轉(zhuǎn)后才有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。Y1的輸出信號(hào)使主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)按停止按鈕SB5或SB6時(shí)，X2常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù) 圖3 電氣控制系統(tǒng)的PLC控制梯形圖 位，Y1線圈失電，主軸慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)X3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Y5線圈得電接

9、通電磁離合器YC1，主軸制動(dòng)停轉(zhuǎn)。 第2支路表達(dá)了KM2與YC3的工作邏輯，當(dāng)按下快速移動(dòng)按鈕SB3或SB4時(shí)，X1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，如此Y2與Y6線圈得電，KM2常閉觸頭斷開(kāi)，電磁離合器YC2失電，YC3得電，工作臺(tái)沿選定方向快速移動(dòng)；松開(kāi)SB3或SB4如此YC2得電，YC3失電，快速移動(dòng)停止。第5、6、7、8支路表達(dá)了工作臺(tái)六個(gè)方向的進(jìn)給、進(jìn)給沖動(dòng)與圓工作臺(tái)的工作邏輯關(guān)系。當(dāng)圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2動(dòng)作，5、7支路中X5的常開(kāi)觸點(diǎn)分?jǐn)?，?支路中X5常閉觸頭復(fù)位，M4與Y3線圈得電，使KM3得電，電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)，圓形工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)；當(dāng)SA2復(fù)位時(shí)，M4、Y3線圈失電，圓形工作臺(tái)停止旋轉(zhuǎn)。左右進(jìn)給時(shí)

10、，SQ5或SQ6被壓合，X14常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位，第6、7支路被分?jǐn)?，而X11或X13常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，M2〔其常開(kāi)觸點(diǎn)使Y3線圈得電〕或Y4線圈得電，電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)向左或向右運(yùn)動(dòng)。同樣，工作臺(tái)上下、前后進(jìn)給時(shí)，SQ3或SQ4被壓合，X12常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位，第6、7支路被分?jǐn)啵琈2或Y4線圈得電，電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)按選定的方向〔上、下、前、后中某一方向〕作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。該程序與PLC的硬接線不僅保證了原電路的工作邏輯關(guān)系，而且具有各種聯(lián)鎖措施，電氣改造的投資少、工作量較小。 3 完畢語(yǔ) 萬(wàn)能銑床是一種高效率的加工機(jī)械,在機(jī)械加工和機(jī)械修理中得到廣泛的應(yīng)用，萬(wàn)能銑床的操作

11、是通過(guò)手柄同時(shí)操作電氣與機(jī)械,以達(dá)到機(jī)電嚴(yán)密配合完成預(yù)定的操作,是機(jī)械與電氣結(jié)構(gòu)聯(lián)合動(dòng)作的典型控制,是自動(dòng)化程度較高的組合機(jī)床。但是在電氣控制系統(tǒng)中,故障的查找與排除是非常困難的,特別是在繼電器接觸式控制系統(tǒng)，由于電氣控制線路觸點(diǎn)多、線路復(fù)雜、故障率高、檢修周期長(zhǎng),給生產(chǎn)與維護(hù)帶來(lái)諸多不便,嚴(yán)重地影響生產(chǎn)。本文所述方案是對(duì)原來(lái)的繼電器接觸式模擬控制系統(tǒng)進(jìn)展PLC改造而成,經(jīng)實(shí)際運(yùn)行證明該P(yáng)LC控制系統(tǒng)無(wú)論是硬件還是軟件,控制穩(wěn)定可靠, 具有極高的可靠性與靈活性, 更容易維修,更能適應(yīng)經(jīng)常變動(dòng)的工藝條件，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。 PLC在生產(chǎn)線轉(zhuǎn)運(yùn)小車(chē)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 1 引言

12、在自動(dòng)生產(chǎn)線上，各工序之間的物品常用有軌小車(chē)來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)。小車(chē)通常采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)小車(chē)前進(jìn)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)小車(chē)后退。 2 控制要求 對(duì)小車(chē)運(yùn)行的控制要求為:小車(chē)從原位A出發(fā)駛向1號(hào)位，抵達(dá)后立即返回原位;接著又從原位A出發(fā)直接駛向2號(hào)位，抵達(dá)后又立即返回原位;第三次還從原位A出發(fā)，直接駛向3號(hào)位，抵達(dá)后仍立即返回原位，如圖1所示: 圖1 小車(chē)行駛示意圖 根據(jù)工作需要，可以將上述三次運(yùn)行作為一個(gè)周期，每個(gè)周期間小車(chē)可以停頓假如干時(shí)間。也可以無(wú)須停頓而重復(fù)上述過(guò)程，直至按下停止按鈕為止。 3 PLC選型與I/O接線圖 根據(jù)控制要求，系統(tǒng)的輸入量有:啟、停按鈕信號(hào);1號(hào)位、2號(hào)位

13、、3號(hào)位限位開(kāi)關(guān)信號(hào);連續(xù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)信號(hào)和原位點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)的輸出信號(hào)有:運(yùn)行指示和原位點(diǎn)指示輸出信號(hào);前進(jìn)、后退控制電機(jī)接觸器驅(qū)動(dòng)信號(hào)。共需實(shí)際輸入點(diǎn)數(shù)7個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)4個(gè)。選用日本三菱公司F-20M產(chǎn)品，其輸入點(diǎn)數(shù)12，輸出點(diǎn)數(shù)8。小車(chē)行駛控制系統(tǒng)PLC I/O接線圖如圖2所示: 圖2 PLC I/O接線圖 4 控制程序設(shè)計(jì) 小車(chē)運(yùn)行控制過(guò)程如下: (1) 小車(chē)處于原位　壓下原位限位開(kāi)關(guān)SQO，X401接通Y430，原位指示燈亮。 (2) 小車(chē)行駛至1號(hào)位返回原位　按下啟動(dòng)按鈕SB1，Y431被X400觸點(diǎn)接通并自鎖，運(yùn)行指示燈亮并保持整個(gè)運(yùn)行過(guò)程。此時(shí)Y431的常開(kāi)觸點(diǎn)接

14、通移位存放器的數(shù)據(jù)輸入端IN，M100置1(其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合)，M100和X402的觸點(diǎn)接通Y432線圈，前進(jìn)接觸器KM2得電吸合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，小車(chē)駛向1號(hào)位。當(dāng)小車(chē)到達(dá)1號(hào)位時(shí)，限位開(kāi)關(guān)SQ1動(dòng)作，X402常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)Y432線圈，KM3失電釋放，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，小車(chē)停止前進(jìn)。與此同時(shí)X402接通移位存放器移位輸入CP端，將M100中的“1〞移到M101，M101常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M100補(bǔ)“0〞，而M101常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Y433接通，接觸器KM4得電吸合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，小車(chē)后退，返回原位。 (3) 小車(chē)行駛至2號(hào)位又返回原位 當(dāng)小車(chē)碰到原位限位開(kāi)關(guān)SQO，X401斷開(kāi)Y433線圈通路，

15、KM4失電釋放，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，小車(chē)停止。X401與M101接通移位輸入通路，M102接通Y432線圈，小車(chē)駛向2號(hào)位。當(dāng)小車(chē)再次到達(dá)1號(hào)位時(shí)，雖然SQ1動(dòng)作，X402動(dòng)作，但因?yàn)镸102和X402仍接通Y432，M100為“0〞，所以不影響小車(chē)?yán)^續(xù)駛向2號(hào)位。直至小車(chē)碰到2號(hào)位限位開(kāi)關(guān)SQ2，X403斷開(kāi)Y432，小車(chē)才停止前進(jìn)。與此同時(shí)，X403與M102接通移位輸入通路，將M102中的“1〞移到M103，M103為“1〞，其余位全為“0〞。M103接通Y433線圈，小車(chē)返回原位。 (4) 小車(chē)行駛至3號(hào)位再返回原位 當(dāng)小車(chē)碰到原位限位開(kāi)關(guān)SQO后，小車(chē)停止后退。同時(shí)M103和X401接通移

16、位輸入通路，M104和X404接通Y432，小車(chē)向3號(hào)位駛?cè)?。小?chē)再次經(jīng)過(guò)1號(hào)位和2號(hào)位，但因?yàn)镸100~M103均為“0〞，不會(huì)移位，M104和X404仍接通Y432，直到小車(chē)碰到3號(hào)位限位開(kāi)關(guān)SQ3動(dòng)作，X404才斷開(kāi)Y432線圈，小車(chē)才停止前進(jìn)。這時(shí)M104和X404接通移位輸入通路，M104移位到M105，M405為“1〞，其它位為“0〞，M105和X401接通Y433，電機(jī)反轉(zhuǎn)，小車(chē)后退返回原位。 (5) 小車(chē)運(yùn)行一個(gè)周期 小車(chē)運(yùn)行一個(gè)周期返回原位后壓下原位限位開(kāi)關(guān)SQO，X401又?jǐn)嚅_(kāi)Y433，小車(chē)停止運(yùn)行。同時(shí)M105和X401接通移位輸入通路，M105移位到M106，M106

17、為“1〞，其余位為“0〞，即M100~M105的常開(kāi)觸點(diǎn)均為斷態(tài)，這時(shí)如果連續(xù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)S仍未合上，X405仍斷開(kāi)，那么移位存放器不會(huì)復(fù)位，M100仍為“0〞，如此小車(chē)正向出發(fā)往返運(yùn)行三次(一個(gè)周期)后，就在原位停下來(lái)了。 (6) 小車(chē)連續(xù)運(yùn)行與停止 如果需要小車(chē)在運(yùn)行一個(gè)周期后，繼續(xù)運(yùn)行下去，如此合上連續(xù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)S, X405、X401和M106接通復(fù)位輸入端R，移位存放器復(fù)位，M100重新置“1〞，M100與X402又接通Y432，小車(chē)又開(kāi)始第二個(gè)周期的運(yùn)行，并且一個(gè)周期又一個(gè)周期地連續(xù)運(yùn)行下去，直到按下停機(jī)按鈕SB2, X407觸點(diǎn)斷開(kāi)，Y432和Y433線圈斷開(kāi)，小車(chē)才會(huì)立即停止運(yùn)行。

18、同理，如果發(fā)生意外情況，不論小車(chē)運(yùn)行在什么位置，只要按下停車(chē)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)立即停轉(zhuǎn)，小車(chē)停止運(yùn)行。 小車(chē)PLC控制系統(tǒng)梯形圖如圖3所示: 圖3 PLC控制梯形圖 5 完畢語(yǔ) 自動(dòng)生產(chǎn)線上使用的轉(zhuǎn)運(yùn)小車(chē)，是常用的生產(chǎn)設(shè)備，它運(yùn)行正常與否，對(duì)生產(chǎn)影響很大。該控制系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單可靠地優(yōu)點(diǎn)，有借鑒的價(jià)值。 步進(jìn)電機(jī)PLC控制的研究設(shè)計(jì) 0 引言??? 步進(jìn)電機(jī)是一種將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件。步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量與輸入脈沖個(gè)數(shù)成正比，其速度與單位時(shí)間輸入的脈沖數(shù)(即脈沖頻率)成正比，其轉(zhuǎn)向與脈沖分配到步進(jìn)電機(jī)的各相繞組的相序有關(guān)。所以只要控制指令脈沖

19、的數(shù)量、頻率與電機(jī)繞組通電的相序，便可控制步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量、速度和方向。步進(jìn)電機(jī)具有較好的控制性能，其啟動(dòng)、停車(chē)、反轉(zhuǎn)與其它任何運(yùn)行方式的改變都可在少數(shù)脈沖完成，且可獲得較高的控制精度，因而得到了廣泛的應(yīng)用。 ??? 可編程控制器(Programmable Logic Controller，通常稱(chēng)PLC)是適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置。它能夠完成較準(zhǔn)確的位置控制。利用PLC控制步進(jìn)電機(jī)，其脈沖分配可以由軟件實(shí)現(xiàn)，也可由硬件組成。本文論述了采用硬件控制的方法。步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)以三菱FX2N-nMT PLC為主控單元，以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)單元，以0

20、.6°步距角的三相步進(jìn)電機(jī)為執(zhí)行單元。通過(guò)PI C控制脈沖的發(fā)生個(gè)數(shù)，從而控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的準(zhǔn)確控制。 1 步進(jìn)電機(jī)PLC控制系統(tǒng)I／O接線圖的設(shè)計(jì) ??? 以三相步進(jìn)電機(jī)為例，步進(jìn)電機(jī)通常設(shè)有加速、減速控制與正反轉(zhuǎn)控制等控制方式。按控制要求可設(shè)計(jì)出步進(jìn)電機(jī)的PLC控制系統(tǒng)I／O接圖(見(jiàn)圖1)。 ? 圖1 步進(jìn)電機(jī)的PLC控制系統(tǒng)I／O接線圖 圖中：CP-脈沖信號(hào)輸入端子； CW-方向信號(hào)輸入端子； EN-使能信號(hào)輸入端子。 2 步進(jìn)電機(jī)脈沖頻率的變化規(guī)律??? 步進(jìn)電機(jī)在啟動(dòng)和停止時(shí)有一個(gè)加速與減速過(guò)程，且加速速度越小如此沖擊越小，動(dòng)作越平穩(wěn)，所以步進(jìn)電機(jī)工

21、作一般要經(jīng)歷以下的變化過(guò)程：加速-恒速(高速)-減速-恒速(低速)-停止。因步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比，所以輸入步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率也要經(jīng)歷一個(gè)類(lèi)似的變化過(guò)程，其變化規(guī)律見(jiàn)圖2。 ? ??? 可見(jiàn)在步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)要使脈沖升頻，停車(chē)時(shí)使脈沖降頻。 ??? 由于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在輸入脈沖200 Hz時(shí)處于震蕩區(qū)，容易損壞部元件，而在200 Hz以下運(yùn)轉(zhuǎn)速度較慢，效率較低，故一般采用350 Hz作為脈沖的低頻起點(diǎn)。經(jīng)測(cè)試，輕載時(shí)高頻脈沖可達(dá)到6．8 kHz。 3 FX2N的局部指令簡(jiǎn)介 斜坡信號(hào) ? 預(yù)先將初值與目標(biāo)寫(xiě)入數(shù)據(jù)存放器D1、D2，啟動(dòng)后，D3容從D1到D2慢慢變化，移動(dòng)時(shí)間為

22、N次掃描，傳輸完畢后M8029置ON。 脈沖輸出 ? S1指定頻率，2～20 Hz執(zhí)行中可更變。S2指定發(fā)生脈沖。D指定脈沖輸出Y的地址號(hào)脈沖占空比為50 ，執(zhí)行完畢M8029置ON,DPLSY 為32位指令 4 控制系統(tǒng)的局部程序指令LD M800 //運(yùn)行監(jiān)視??????????????????????????????????????? SUB D2D5D7 SET M8039??????????????????????????????????????????????????????? SET M30 MOV K4D8039 //設(shè)定恒定掃描周期為4秒? LD M30 LD

23、X2 //正轉(zhuǎn)?????????????????????????????????????????????????????? RST M20 OR M10?????????????????????????????????????????????????????????????? RAMP D9D4D10K40 //變頻 ANI X3????????????????????????????????????????????????????????????????? RST M8029 OUT M10 //反轉(zhuǎn)???????????????????????????????????????????

24、??????DPLSY D10D2Y0 //脈沖輸出 LD X3?????????????????????????????????????????????????????????????????? OUT C235D7 //監(jiān)測(cè)降額起點(diǎn) OR M11???????????????????????????????????????????????????????????????AND M8029 ANI X2??????????????????????????????????????????????????????????????????RST C235 RST Y1???????????

25、???????????????????????????????????????????????????? LD C235 OUT M11???????????????????????????????????????????????????????????? MOVP D4D9 MUI DOK8D2????????????????????????????????????????????????????? MOVP K350D4 SET Y2 SET M20 LD M20 MOVP K6500D4 MOVP K1100D5 5 結(jié)論??? 利用可編程控制器可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的速度和

26、位置進(jìn)展控制，可靠地實(shí)現(xiàn)各種步進(jìn)電機(jī)的操作，完成各種復(fù)雜的工作。它是一種先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備，可廣泛地在造紙、食品、包裝以與其他輕工機(jī)械中得到應(yīng)用。 PLC在電鍍專(zhuān)用行車(chē)控制中的應(yīng)用 可編程控制器是70年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)迅速開(kāi)展在工業(yè)控制領(lǐng)域?qū)樞蚩刂朴兄卮笠饬x的一種新興技術(shù)，由于它編程直接，方便，抗干擾能力強(qiáng)，工業(yè)控制中幾乎所有的順序控制都可簡(jiǎn)單地由它完成，因而其應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛。電動(dòng)行車(chē)是現(xiàn)代化生產(chǎn)中用于物料輸送的重要設(shè)備，傳統(tǒng)的控制方式下，大都采用人工操縱的半自動(dòng)控制方式，在許多場(chǎng)合，為了提高工作效率，促進(jìn)生產(chǎn)自動(dòng)化和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，往往需要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)行車(chē)的自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控

27、制，可以使行車(chē)能夠按照預(yù)定順序和控制要求，自動(dòng)完成一系列的工作。本文介紹了工廠電鍍車(chē)間的電鍍專(zhuān)用行車(chē)，利用PLC構(gòu)成一套自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電鍍專(zhuān)用行車(chē)的自動(dòng)控制過(guò)程。 ??????? 1 工作過(guò)程分析 ???????電鍍專(zhuān)用行車(chē)采用遠(yuǎn)距離控制，起吊重量500kg以下，起重物品是有待進(jìn)展電鍍或外表處理的各種產(chǎn)品零件。根據(jù)電鍍加工工藝的要求，電鍍專(zhuān)用行車(chē)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作流程如圖1所示，其中1 槽為電鍍槽，槽中裝有電鍍液，2槽為回收槽，3槽為清水槽，實(shí)際生產(chǎn)中電鍍槽的數(shù)量由電鍍工藝要求決定，電鍍的種類(lèi)越多，槽的數(shù)量越多。 ? 圖1?? 電鍍專(zhuān)用行車(chē)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作流程圖 ??????電鍍專(zhuān)用

28、行車(chē)的工作過(guò)程如下： ??? 〔1〕 在電鍍生產(chǎn)一側(cè)，工人將待加工的零件裝入吊籃，發(fā)出控制信號(hào)，行車(chē)自動(dòng)上升，并逐段前進(jìn)，根據(jù)工藝要求在需要停留的槽位停止。 ??? 〔2〕 行車(chē)停留在某個(gè)槽位上面后，自動(dòng)下降，停留一定的時(shí)間〔各槽停留的時(shí)間根據(jù)工藝要求預(yù)先設(shè)定〕，再自動(dòng)上升并繼續(xù)前行。 ??? 〔3〕 如此完成電鍍工藝規(guī)定的各道工序，直至生產(chǎn)的末端。然后，自動(dòng)返回原位，由工人卸下處理好的零件。 ????????至此，一次循環(huán)加工完成，可見(jiàn)，電鍍專(zhuān)用行車(chē)加工過(guò)程的控制是順序控制，由吊籃前進(jìn)、下降、延時(shí)停留、上升、后退等工序組成。 ?????? 2 拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ??????專(zhuān)用行車(chē)的

29、前后和升降運(yùn)動(dòng)由三相交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，根據(jù)電鍍行車(chē)的起吊重量，選用兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)展拖動(dòng)。 ?????? 主電路拖動(dòng)控制系統(tǒng)如圖2所示，其中，行車(chē)的前進(jìn)和后退，吊鉤的上升和下降控制分別通過(guò)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1、M2的正、反轉(zhuǎn)來(lái)控制。 ? 圖2?? 主電路拖動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖 ?????? 圖2中，接觸器KM1，KM2控制電動(dòng)機(jī)M1的正、反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)行車(chē)的前進(jìn)和后退，接觸器KM3，KM4控制電動(dòng)機(jī)M2的正、反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)吊鉤的上升和下降。 ?????? 3 PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ?????? 3.1 PLC選型與地址分配 ???????根據(jù)該專(zhuān)用行車(chē)的控制要求，其輸入/輸出與控制信號(hào)共有13 個(gè)

30、，其輸入信號(hào)9個(gè)，輸出信號(hào)4個(gè)，實(shí)際使用時(shí)，系統(tǒng)的輸入都為開(kāi)關(guān)控制量，加上10%－15%的余量就可以了，并無(wú)其他特殊控制模塊的需要，擬采用三菱公司FX2N-24MR型PLC，輸入/輸出信號(hào)地址分配見(jiàn)表1。 ??????????????? 表1　輸入/輸出信號(hào)地址分配表 ?????? 作用?????????? 名稱(chēng)????? 地址 ? 啟動(dòng)按鈕????????? SB1?????? X001 ? 原位限位開(kāi)關(guān)????? SQ4?????? X002 ? 清水槽限位開(kāi)關(guān)??? SQ3?????? X003 ? 回收波槽限位開(kāi)關(guān)? SQ2?????? X004 ? 鍍槽限位開(kāi)關(guān)?

31、???? SQ1?????? X005 ? 下限位開(kāi)關(guān)??????? SQ6?????? X006 ? 上限位開(kāi)關(guān)??????? SQ5?????? X007 ? 行車(chē)點(diǎn)動(dòng)進(jìn)??????? SB2?????? X010 ? 行車(chē)點(diǎn)動(dòng)退??????? SB3?????? X011???? 作用???????? 名稱(chēng)?????? 地址 ?行車(chē)前進(jìn)?????? KM1?????? Y001 ?行車(chē)后退?????? KM2?????? Y002 ?吊鉤上升?????? KM3?????? Y003 ?吊鉤下降?????? KM4?????? Y004 ? ??? 3.2 PLC

32、控制電路設(shè)計(jì) ? 圖3?? PLC控制系統(tǒng)I/O端口接線圖 ?????? 圖3為電鍍專(zhuān)用行車(chē)的控制系統(tǒng)I/O端口接線圖，需注意的是，圖中對(duì)輸入的常閉觸點(diǎn)進(jìn)展了處理，即常閉觸點(diǎn)改用了常開(kāi)觸點(diǎn)。 ?????? 4 PLC軟件設(shè)計(jì) ?????4.1 控制系統(tǒng)梯形圖編制???? 根據(jù)控制要求和I/O地址編制，繪出控制系統(tǒng)梯形圖如圖4。 ? 圖4??? PLC控制系統(tǒng)梯形圖 ???梯形圖工作原理分析： ???????電鍍生產(chǎn)線采用專(zhuān)用行車(chē)，行車(chē)架上裝有可升降的吊鉤，行車(chē)和吊鉤各由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，行車(chē)的進(jìn)/退和吊鉤的升/降均由相應(yīng)的限位開(kāi)關(guān)SQ定位，流程如下： ??? 〔1〕按

33、啟動(dòng)按鈕SB1，X001閉合，狀態(tài)S0被置位，Y003得電，KM3工作，吊鉤提起工件，開(kāi)始上升，當(dāng)碰到上限位開(kāi)關(guān)SQ5時(shí)停止，X007接通，S0復(fù)位，吊鉤停止上升，狀態(tài)S1被置位，M20得電，Y001工作，KM1工作，行車(chē)開(kāi)始向下一道工序前行。 ??? 〔2〕當(dāng)行車(chē)前行至鍍槽限位開(kāi)關(guān)SQ1時(shí)，X005動(dòng)作，S1復(fù)位，行車(chē)停止前行，狀態(tài)S2被置位，Y004得電，KM4工作，吊鉤剛好在鍍槽的上方開(kāi)始下降。 ??? 〔3〕當(dāng)?shù)蹉^下降至下限位開(kāi)關(guān)SQ6時(shí)，X006動(dòng)作，吊鉤下降停止，工件浸入鍍液槽中，并開(kāi)始定時(shí)。 ??? 〔4〕定時(shí)280秒后，狀態(tài)S3被置位，Y003工作，KM3工作，電鍍完畢，

34、吊鉤提起工件，開(kāi)始上升，當(dāng)碰到上限位開(kāi)關(guān)SQ5時(shí)停止，X007接通，吊鉤停止上升，并在鍍槽上方停留28秒，讓鍍波滴回槽中。 ??? 〔5〕當(dāng)行車(chē)在鍍槽上方停留28秒后，狀態(tài)S4被置位，M20得電，Y001工作，KM1工作，行車(chē)?yán)^續(xù)向下一道工序前行，直到碰壓回收波槽限位開(kāi)關(guān)SQ2時(shí)，X004動(dòng)作，狀態(tài)S5被置位，Y004得電，KM4工作，行車(chē)停止前行，并且吊鉤剛好在回收波槽的上方開(kāi)始下降。 ??? 〔6〕當(dāng)?shù)蹉^下降至下限位開(kāi)關(guān)SQ6時(shí)，X006動(dòng)作，吊鉤下降停止，工件被放置回收波槽中，并開(kāi)始定時(shí)。 ??? 〔7〕定時(shí)30秒后，狀態(tài)S6被置位，Y003工作，KM3工作，吊鉤又開(kāi)始上升，當(dāng)碰到

35、上限位開(kāi)關(guān)SQ5時(shí)停止，X007接通，吊鉤停止上升，并定時(shí)停留15秒。 ??? 〔8〕當(dāng)15秒定時(shí)到后，狀態(tài)S7被置位，M20得電，Y001工作，KM1工作，行車(chē)?yán)^續(xù)向下一道工序前行，直到碰壓清水槽限位開(kāi)關(guān)SQ3時(shí)，X003動(dòng)作，行車(chē)停止前行，并且在清水槽上方停留15秒。 ??? 〔9〕定時(shí)15秒后，狀態(tài)S8被置位，Y004工作，KM4工作，吊鉤開(kāi)始下降，當(dāng)?shù)蹉^下降至下限位開(kāi)關(guān)SQ6時(shí)，X006動(dòng)作，吊鉤下降停止，工件置于清水槽中，并開(kāi)始定時(shí)清洗30秒。 ??? 〔10〕定時(shí)清洗30秒后，狀態(tài)S9被置位，Y003得電，KM3工作，吊鉤提起工件，開(kāi)始上升，當(dāng)碰到上限位開(kāi)關(guān)SQ5時(shí)停止，X

36、007接通，吊鉤停止上升，并定時(shí)停留15秒。 ??? 〔11〕定時(shí)15秒后，狀態(tài)S10被置位，M21得電，Y002工作，KM2工作，行車(chē)開(kāi)始后退，當(dāng)后退至原位限位開(kāi)關(guān)SQ4時(shí)，X002動(dòng)作，狀態(tài)S11被置位，Y004工作，KM4工作，行車(chē)停止后退，吊鉤開(kāi)始下降，當(dāng)?shù)蹉^下降至下限位開(kāi)關(guān)SQ6時(shí)，X006動(dòng)作，吊鉤下降停止， 鍍好的工件被取下來(lái)。 ??? 〔12〕按下按鈕SB2或SB3，能實(shí)現(xiàn)行車(chē)的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)/退控制。 ?????? 至此，整個(gè)電鍍生產(chǎn)完成一個(gè)工作循環(huán)，當(dāng)再次按下起動(dòng)按鈕SB1時(shí)，如此開(kāi)始第二個(gè)工作循環(huán)。 5 完畢語(yǔ) ??????? 文中采用PLC對(duì)電鍍專(zhuān)用行車(chē)進(jìn)展自動(dòng)控制，

37、簡(jiǎn)化了電氣控制系統(tǒng)的硬件和接線，減小了控制器的體積，提高了控制系統(tǒng)的靈活性，同時(shí)，PLC有較完善自診斷和自保護(hù)能力，可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，提高系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)用明確，PLC在舊電動(dòng)行車(chē)的自動(dòng)化改造和新型電動(dòng)行車(chē)的設(shè)計(jì)中，有廣泛的應(yīng)用前景。 參考文獻(xiàn)： ??? [1] 廖常初. PLC根底與應(yīng)用[M].：機(jī)械工業(yè)，2004. ??? [2] 高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例[M].：人民郵電，2004. ??? [3] 三菱公司FX2系列可編程序控制器使用手冊(cè)[Z].2001. 淺談可編程控制器梯形圖的設(shè)計(jì)方法 一、引言 可編程控制器是將繼電器控制的概念和設(shè)

38、計(jì)思想與計(jì)算機(jī)技術(shù)與微電子技術(shù)相結(jié)合而形成的 專(zhuān)門(mén)從事邏輯控制的微機(jī)系統(tǒng)。在PC系統(tǒng)應(yīng)用中，梯形圖的設(shè)計(jì)往往是最主要的問(wèn)題。梯形圖不但沿用和開(kāi)展了電氣控制技術(shù)，而且其功能和控制指令已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電氣控制疇。它不僅可實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，還具有算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能，是具有工業(yè)控制指令的微機(jī)系統(tǒng)。由于梯形圖的設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)與電氣控制設(shè)計(jì)思想結(jié)合的產(chǎn)物，因此，在設(shè)計(jì)方法上與計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)和電氣控制設(shè)計(jì)既有著一樣點(diǎn)，也有著不同點(diǎn)。本文對(duì)開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計(jì)，提出了四種常用方法。 二、替代設(shè)計(jì)法 所謂替代設(shè)計(jì)法，就是用PC機(jī)的程序，替代原有的繼電器邏輯控制電路。它的根本思想

39、是： 將原有電氣控制系統(tǒng)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)做為PC的I/O點(diǎn)，原來(lái)由繼電器—接觸器硬件完成的邏輯控制功能由PC機(jī)的軟件—梯形圖與程序替代完成。 例如，電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，原電氣控制線路圖如圖1所示。由PC控制替代后，其I/O接線 圖和梯形圖分別如圖2、3所示。 500)this.width=500 border=0>??圖1　繼電器控制線路圖 500)this.width=500 border=0>??圖2　PC?I/O接線圖 500)this.width=500 border=0>??圖3　PC梯形圖? 這種方法，其優(yōu)點(diǎn)是程序設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單，有現(xiàn)成的電氣控制線

40、路作依據(jù)，設(shè)計(jì)周期短。一般?在舊設(shè)備電氣控制系統(tǒng)改造中，對(duì)于不太復(fù)雜的控制系統(tǒng)常采用。? 三、邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)法? 由于電氣控制線路與邏輯代數(shù)有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因此對(duì)開(kāi)關(guān)量的控制過(guò)程可用邏輯代數(shù)式?表示、分析和設(shè)計(jì)。? 根本設(shè)計(jì)步驟如下：? 1、根據(jù)控制要求列出邏輯代數(shù)表達(dá)式。? 2、對(duì)邏輯代數(shù)式進(jìn)展化簡(jiǎn)。? 3、根據(jù)化簡(jiǎn)后的邏輯代數(shù)表達(dá)式畫(huà)梯形圖。? 下面舉一簡(jiǎn)單例子來(lái)具體說(shuō)明。? 某一電動(dòng)機(jī)只有在三個(gè)按鈕中任何一個(gè)或任何兩個(gè)動(dòng)作時(shí)，才能運(yùn)轉(zhuǎn)，而在其他任何情況下?都不運(yùn)轉(zhuǎn)，試設(shè)計(jì)其梯形圖。? 將電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況由PC輸出點(diǎn)0500來(lái)控制，三個(gè)按

41、鈕分別對(duì)應(yīng)PC輸入地址為A、B、C。根據(jù)題意，三個(gè)按鈕中任何一個(gè)動(dòng)作，PC的輸出點(diǎn)0500就有輸出。其邏輯代數(shù)表達(dá)式為? 500)this.width=500 border=0>當(dāng)三個(gè)按鈕中有任何兩個(gè)動(dòng)作時(shí)，輸出點(diǎn)0500的邏輯代數(shù)表達(dá)式為 500)this.width=500 border=0>因兩個(gè)條件是“或〞關(guān)系，所以電動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件應(yīng)該為 500)this.width=500 border=0>簡(jiǎn)化該式得? 500)this.width=500 border=0>根據(jù)邏輯代數(shù)表達(dá)式，畫(huà)梯形圖，如圖4所示。 500)this.width=500 border=0>??

42、圖　4? 　　利用這種方法設(shè)計(jì)，最大的特點(diǎn)是可以把很多的邏輯關(guān)系最簡(jiǎn)化。 　　當(dāng)然出于可靠和安全性角度考慮的冗余設(shè)計(jì)是另外一個(gè)問(wèn)題。? 四、程序流程圖設(shè)計(jì)法? 　　PC采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，其程序設(shè)計(jì)同樣可遵循軟件工程設(shè)計(jì)方法，程序工作過(guò)程可用流程?圖表示。由于PC的程序執(zhí)行為循環(huán)掃描工作方式，因而與計(jì)算機(jī)程序框圖不同點(diǎn)是，PC程序框圖在進(jìn)展輸出刷新后，再重新開(kāi)始輸入掃描，循環(huán)執(zhí)行。 　　下面以全自動(dòng)洗衣機(jī)控制為例，說(shuō)明這種設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用。 　　首先畫(huà)出洗衣機(jī)工藝流程圖，如圖5所示。? 500)this.width=500 border=0>??圖5　洗衣機(jī)工藝流程

43、圖? 　　第二步選擇PC機(jī)型，設(shè)置I/O點(diǎn)編號(hào)。其I/O點(diǎn)編號(hào)分配如下： 　　I/O點(diǎn)分配　　　　計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器分配 　　00起動(dòng)開(kāi)關(guān)　　　?T600正轉(zhuǎn)計(jì)時(shí) 　　01停止開(kāi)關(guān)　　　?T601暫停計(jì)時(shí) 　　02手動(dòng)排水開(kāi)關(guān)　?T602反轉(zhuǎn)計(jì)時(shí) 　　03高水位開(kāi)關(guān)　　?T603暫停計(jì)時(shí) 　　04低水位開(kāi)關(guān)　　?T604脫水計(jì)時(shí) 　　20起動(dòng)洗衣機(jī)　　?T605報(bào)警計(jì)時(shí) 　　21進(jìn)水　　　　　?C606洗滌次數(shù) 　　22正轉(zhuǎn)洗滌　　　?C607脫水次數(shù) 　　23反轉(zhuǎn)洗滌 　　25排水 　　26脫水 　　27停止、報(bào)警 　　第三步，根據(jù)流程圖，設(shè)計(jì)梯形圖，如圖6所示?

44、 500)this.width=500 border=0 dypop=按此在新窗口瀏覽圖片>??圖6　洗衣機(jī)梯形圖? 五、功能模塊設(shè)計(jì)法 　　根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)思想，可對(duì)系統(tǒng)按控制功能進(jìn)展模塊劃分，依次對(duì)各控制的功能模塊設(shè)計(jì)梯 形圖。 　　例如，在PC電梯控制系統(tǒng)中，對(duì)電梯控制按功能可分為：廳門(mén)開(kāi)關(guān)控制模塊，選層控制模塊，電梯運(yùn)行控制模塊，呼梯顯示控制模塊等。按電梯功能進(jìn) 行梯形圖設(shè)計(jì)，可使電梯一樣功能的程序集中在一起，程序結(jié)構(gòu)清晰，便于調(diào)試，還可以根 據(jù)需要靈活增加其他控制功能。 　　當(dāng)然，在設(shè)計(jì)中要注意模塊之間的互相影響時(shí)、時(shí)序關(guān)系，以與聯(lián)鎖指令的使用條件。同一 種控制功能

45、可有不同的軟件實(shí)現(xiàn)方法，應(yīng)根據(jù)具體情況采用簡(jiǎn)單實(shí)用的方案，并應(yīng)充分利用 不同機(jī)型所提供的編程指令，使程序盡量簡(jiǎn)潔。 六、完畢語(yǔ) 　　本文介紹了PC梯形圖的四種設(shè)計(jì)方法，除此之外，還有其他一些方法，如經(jīng)驗(yàn)法。在系統(tǒng)設(shè) 計(jì)中對(duì)不同的環(huán)節(jié)，可根據(jù)具體情況，采用不同的設(shè)計(jì)方法。通常在全局上采用程序框圖與功能模塊方法設(shè)計(jì)；在舊設(shè)備改造中，采用替代法設(shè)計(jì)；在局部或具體功能的程序設(shè)計(jì)上，采用邏輯代數(shù)法和經(jīng)驗(yàn)法。 HOLLiAS-LEC?G3小型一體化PLC在二次濾網(wǎng)中的應(yīng)用 摘 要 將HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC應(yīng)用于二次濾網(wǎng)，控制其排污箱的停頓時(shí)間和排污閥

46、的開(kāi)關(guān)，給出了PLC端子接線圖和控制系統(tǒng)流程圖。 關(guān)鍵詞 二次濾網(wǎng)；PLC 分類(lèi)號(hào) TP315 二次濾網(wǎng)是一種自動(dòng)過(guò)濾污水的裝置，可以強(qiáng)力去除污水中的雜物，適用于火力或水力發(fā)電機(jī)組循環(huán)冷卻水的過(guò)濾和其它工業(yè)循環(huán)冷卻水的過(guò)濾，尤其是對(duì)一些以江、河、湖水為一次循環(huán)直供的廠家，其排污的效果更為明顯。該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)合理、性能先進(jìn)、自動(dòng)化程度高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。 1 二次濾網(wǎng)的工作原理 二次濾網(wǎng)的工作原理主要分為壓差排污和時(shí)間排污兩種情況。 第一種是壓差排污，即根據(jù)壓差的大小進(jìn)展排污。二次濾網(wǎng)接入管道系統(tǒng)后，污水由下部進(jìn)水口進(jìn)入濾水器，過(guò)濾雜物后，水從出水口流出。當(dāng)水中雜物通過(guò)網(wǎng)芯時(shí)，由

47、于雜物的體積大于網(wǎng)芯孔的尺寸，從而被聚集在網(wǎng)芯的側(cè)外表上。當(dāng)雜物聚積到一定的數(shù)量時(shí)，由于截流口的減壓作用，從而造成進(jìn)水口和出水口之間產(chǎn)生一定的壓力差。當(dāng)濾網(wǎng)進(jìn)口壓力表和出口壓力表的水壓差值增大到規(guī)定數(shù)值時(shí)，設(shè)備自動(dòng)清洗排污。排污時(shí)，控制機(jī)構(gòu)自動(dòng)打開(kāi)排污閥，水流對(duì)于附著在網(wǎng)芯的側(cè)外表上的雜物進(jìn)展反向沖洗，經(jīng)由排污管路和排污閥門(mén)排入冷卻水的出水管中，將其排出濾網(wǎng)。當(dāng)壓力差值恢復(fù)到正常時(shí)，控制機(jī)構(gòu)自動(dòng)關(guān)閉排污閥，從而完成過(guò)濾排污的工作過(guò)程。 第二種是時(shí)間排污，即根據(jù)時(shí)間的長(zhǎng)短進(jìn)展排污。清洗排污的時(shí)間間隔可以自由設(shè)定。在設(shè)定的清洗排污時(shí)間，控制機(jī)構(gòu)自動(dòng)打開(kāi)排污閥，進(jìn)展清洗排污。 2 PLC選型

48、與I/O點(diǎn)分配 根據(jù)二次濾網(wǎng)的工藝要求，PLC控制系統(tǒng)需要有一定電流容量的開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)來(lái)控制主電機(jī)和排污閥門(mén)。要求PLC能夠和上位操作界面進(jìn)展通訊，在上位操作界面中實(shí)現(xiàn)對(duì)變量的監(jiān)控和修改。要求能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)的壓差信號(hào)進(jìn)展采集，供CPU或上位操作屏幕顯示。 根據(jù)統(tǒng)計(jì)，PLC控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)共有14個(gè)，其中開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)8個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)5個(gè)，模擬量輸入點(diǎn)1個(gè)，沒(méi)有模擬量輸出點(diǎn)。根據(jù)輸入和輸出的要求，選用和利時(shí)HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC，CPU模塊選擇帶有24點(diǎn)開(kāi)關(guān)量的LM3107，其中開(kāi)關(guān)量輸入14點(diǎn)，開(kāi)關(guān)量輸出10點(diǎn)。該CPU模塊的性能價(jià)格比很高，廣泛用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。

49、對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)模擬量的采集，選用4通道模擬量輸入模塊LM3310，該模塊具有如下優(yōu)點(diǎn)： ?采樣精度高，常溫下的滿(mǎn)量程誤差為0.2%。 ?響應(yīng)速度快，4個(gè)通道完成一次采樣的時(shí)間為20ms。 ?信號(hào)圍廣，可以接收0~20mA電流信號(hào)、4~20mA電流信號(hào)和0~10V電壓信號(hào)。 PLC的人機(jī)界面選用HITECH觸摸屏。這些配置完全能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求。本系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)分配如表1所示。 表1 PLC控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)分配 3 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 二次濾網(wǎng)過(guò)濾雜物后，濾芯臟污，水阻增大。當(dāng)差壓變送器輸出值達(dá)到預(yù)設(shè)值A(chǔ)時(shí)，PLC得到差壓變送器的信號(hào)，自動(dòng)打開(kāi)排污閥門(mén)進(jìn)展自動(dòng)排污。將雜物

50、排出濾網(wǎng)后，當(dāng)壓差降到預(yù)設(shè)值B時(shí)，PLC自動(dòng)關(guān)閉排污閥門(mén)。如果壓差沒(méi)有下降，反而繼續(xù)增加達(dá)到預(yù)設(shè)值C時(shí)，如此PLC發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)停止執(zhí)行電機(jī)，關(guān)閉排污閥門(mén)。之后應(yīng)當(dāng)進(jìn)展檢修，取出濾芯，進(jìn)展清理或更換。PLC程序采用和利時(shí)的編程軟件PowerPro完成，程序流程圖如圖3所示。 圖3 PLC程序流程圖 4 結(jié)論 采用和利時(shí)HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC作為控制核心的二次濾網(wǎng)，可以廣泛應(yīng)用于電站、化工、印染、造紙等各種行業(yè)的供用水管道。通過(guò)PLC控制，可以自動(dòng)啟動(dòng)排污閥門(mén)進(jìn)展沖洗，具有清污效果強(qiáng)、排污耗水量少、運(yùn)行安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。 參 考 文 獻(xiàn) [1> 和利時(shí)自

51、動(dòng)化. HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC硬件手冊(cè)，2006 [2> 和利時(shí)自動(dòng)化. HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC軟件手冊(cè)，2006 [3> 和利時(shí)自動(dòng)化. HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC指令與功能塊手冊(cè)，2006 一、FX2N系列PLC型號(hào)名稱(chēng)的含義 FX2N系列PLC型號(hào)名稱(chēng)的含義如下： ①系列序號(hào)：如1S，1N，2N ②表示輸入輸出的總點(diǎn)數(shù)：FX2N系列PLC的最大輸入輸出點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn) ③表示單元類(lèi)型：M為根本單元，E為輸入輸出混合擴(kuò)展單元與擴(kuò)展模塊，EX為輸入專(zhuān)用擴(kuò)展模塊，EY為輸出專(zhuān)用擴(kuò)展模塊。 ④表示輸出形式：R

52、為繼電器輸出〔有干接點(diǎn)，交流、直流負(fù)載兩用〕； T為晶體管輸出〔無(wú)干接點(diǎn)，直流負(fù)載用〕； S為雙向晶閘管輸出〔無(wú)干接點(diǎn)，交流負(fù)載用〕。 ⑤表示電源形式：D為DC24V電源，24V直流輸入；H為大電流輸出擴(kuò)展模塊(1A／1點(diǎn))；V為立式端子排的擴(kuò)展模塊；C為接插口輸入方式；F為輸入濾波時(shí)間常數(shù)為1ms的擴(kuò)展模塊；L為T(mén)TL輸入擴(kuò)展模塊；S為獨(dú)立端子(無(wú)公共端)擴(kuò)展模塊；假如無(wú)標(biāo)記，如此為AC電源，24V直流輸入，橫式端子排，標(biāo)準(zhǔn)輸出(繼電器輸出為2A／1點(diǎn)；晶體管輸出為0.5A／1點(diǎn)；雙向晶閘管輸出為0.3A／1點(diǎn))。 例如型號(hào)為FX2N-40MR-D的PLC，屬于FX2N系列，是有40

53、個(gè)I／O點(diǎn)的根本單元，繼電器輸出型，使用DC24V電源。 二、FX2N系列PLC的根本構(gòu)成 FX2N系列PLC采用一體化箱體結(jié)構(gòu)，其根本單元將所有的電路，含CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口與電源等都裝在一個(gè)模塊，是一個(gè)完整的控制裝置。 擴(kuò)展單元：用于增加I／O點(diǎn)數(shù)的裝置，部設(shè)有電源。 擴(kuò)展模塊：用于增加I／O點(diǎn)數(shù)與改變I／O比例，部無(wú)電源，用電由根本單元或擴(kuò)展單元供給。因擴(kuò)展單元與擴(kuò)展模塊無(wú)CPU，必須與根本單元一起使用。 特殊功能單元：是一些專(zhuān)門(mén)用途的裝置。如模擬量I／O單元、高速計(jì)數(shù)單元、位置控制單元、通訊單元等。 三、FX2N系列PLC的外觀與其特征 〔1〕外部端子局部

54、外部端子包括PLC電源端子(L、N、)，直流24V電源端子〔24+、〕、輸入端子(X)、輸出端子(Y)等。主要完成電源、輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的連接。其中24+、是機(jī)器為輸入回路提供的直流24V電源，為了減少接線，其正極在機(jī)器已經(jīng)與輸入回路連接，當(dāng)某輸入點(diǎn)需要參加輸入信號(hào)時(shí)，只需將通過(guò)輸入設(shè)備接至對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)，一旦與對(duì)應(yīng)點(diǎn)接通，該點(diǎn)就為“ON〞，此時(shí)對(duì)應(yīng)輸入指示就點(diǎn)亮。 〔2〕指示局部 指示局部包括各I／O點(diǎn)的狀態(tài)指示、PLC電源(POWER)指示、PLC運(yùn)行(RUN)指示、用戶(hù)程序存儲(chǔ)器后備電池(BATT)狀態(tài)指示與程序出錯(cuò)(PROG-E)、CPU出錯(cuò)(CPU-E)指示等，用于反映I／O點(diǎn)與

55、PLC機(jī)器的狀態(tài)。 〔3〕接口局部 接口局部主要包括編程器、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊、特殊模塊與存儲(chǔ)卡盒等外部設(shè)備的接口，其作用是完成根本單元同上述外部設(shè)備的連接。在編程器接口旁邊，還設(shè)置了一個(gè)PLC運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SWl，它有RUN和STOP兩個(gè)運(yùn)行模式，RUN模式能使PLC處于運(yùn)行狀態(tài)(RUN指示燈亮)，STOP模式能使PLC處于停止?fàn)顟B(tài)(RUN指示燈滅)，此時(shí)，PLC可進(jìn)展用戶(hù)程序的錄入、編輯和修改。 　 ①安裝孔4個(gè)；②電源、輔助電源、輸入信號(hào)用的可裝卸式端子；③輸入指示燈；④輸出動(dòng)作指示燈；⑤輸出用的可裝卸式端子；⑥外圍設(shè)備接線插座、蓋板：⑦面板蓋；⑧DIN導(dǎo)軌裝卸用卡子；⑨I／O

56、端子標(biāo)記；⑩動(dòng)作指示燈，POWER；電源指示燈，RUN；運(yùn)行指示燈，BATT.V；電池電壓下降指示燈，PROG-E；指示燈閃爍時(shí)表示程序出錯(cuò)，CPU-E；指示燈亮?xí)r表示CPU出錯(cuò)；11.擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊、特殊單元、特殊模塊的接線插座蓋板；12.鋰電池；13.鋰電池連接插座；14.另選存儲(chǔ)器濾波器安裝插座；15.功能擴(kuò)展板安裝插座；16.置RUN／STOP開(kāi)關(guān)；17.編程設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元接線插座。 FX2N系列PLC外形圖 四、PLC的安裝、接線 PLC的安裝固定常有兩種方式，一是直接利用機(jī)箱上的安裝孔，用螺釘將機(jī)箱固定在控制柜的背板或面板上。其二是利用DIN導(dǎo)板安裝。 1．電源接線

57、與端子排列 PLC根本單元的供電通常有兩種情況，一是直接使用工頻交流電，通過(guò)交流輸入端子連接，對(duì)電壓的要求比擬寬松，100～250V均可使用。二是采用外部直流開(kāi)關(guān)電源供電，一般配有直流24V輸入端子。采用交流供電的PLC機(jī)自帶直流24V部電源，為輸入器件與擴(kuò)展單元供電。FX系列PLC大多為AC電源，DC輸入型式。 　 FX2N系列PLC的接線端子排列示例〔FX2N-32MR〕 AC電源、DC輸入型機(jī)電源的配線 　 2．輸入口器件的接入 PLC的輸入口連接輸入信號(hào)，器件主要有開(kāi)關(guān)、按鈕與各種傳感器，這些都是觸點(diǎn)類(lèi)型的器件。在接入PLC時(shí)．每個(gè)觸點(diǎn)的兩個(gè)接頭分別連接一個(gè)輸

58、入點(diǎn)與輸入公共端。 輸入器件的接線圖 3．輸出口器件的接入 PLC的輸出口上連接的器件主要是繼電器、接觸器、電磁閥的線圈。這些器件均采用PLC機(jī)外的專(zhuān)用電源供電，PLC部不過(guò)是提供一組開(kāi)關(guān)接點(diǎn)。接入時(shí)線圈的一端接輸出點(diǎn)螺釘，一端經(jīng)電源接輸出公共端。圖5-2中下部為輸出端子，由于輸出口連接線圈種類(lèi)多，所需的電源種類(lèi)與電壓不同，輸出口公共端常分為許多組，而且組間是隔離的。PLC輸出口的電流定額一般為2A，大電流的執(zhí)行器件須配裝中間繼電器。 4．通訊線的連接 PLC一般設(shè)有專(zhuān)用的通訊口，通常為RS485口或RS422口，F(xiàn)X2N型PLC為RS422口。與通訊口的接線常采用專(zhuān)用的接插件連接。 　 輸出器件的接線 45 / 45