【文章內(nèi)容簡介】 行編程。整個程序分成三個程序段，第一程序段1氣泵M1受變頻器控制起動，2氣泵M2作為第二臺運行的氣泵，3氣泵M3作為第三臺運行的氣泵；第二程序段2氣泵M2受變頻器控制起動，3氣泵M3作為第二臺運行的氣泵，1氣泵M1作為第三臺運行的氣泵；第三程序段3氣泵M3受變頻器控制起動，1氣泵M1作為第二臺運行的氣泵，2氣泵M2作為第三臺運行的氣泵。 程序段對應氣泵起動順序表受變頻器控制的氣泵第二臺運行氣泵第三臺運行氣泵S20，S21，S22M1M2M3S30，S31，S32M2M3M1S40，S41，S42M3M1M2 系統(tǒng)工作流程圖 PLC端口分配X、Y分別表示PLC的輸入/輸出信號。要對系統(tǒng)的控制過程進行編程就需要先對輸入/輸出端口進行分配（），了解每個端口所表示的信號。 FX1S30MR輸入/輸出端口分配表輸入端X輸入端信號輸入端Y輸入端信號X0起動/停止Y0卸荷閥X1低液位Y1報警X2中液位Y2進水閥X3高液位Y31氣泵變頻起動X4低壓力Y41氣泵工頻起動X5中壓力Y52氣泵變頻起動X6高壓力Y62氣泵工頻起動X7超高壓力Y73氣泵變頻起動X10相序控制Y103氣泵工頻起動X11過載保護1Y11廢水泵起動信號X12過載保護2Y12起動信號X13過載保護3Y13HL1X14選擇1氣泵Y14HL2X15選擇2氣泵Y15HL3X16選擇3氣泵X17復位開關根據(jù)端口分配表，利用CAD軟件繪制PLC的I/O接線圖()。 I/O接線圖 系統(tǒng)控制過程分析整個系統(tǒng)的設計要求，先畫出系統(tǒng)工作流程圖（）。再根據(jù)工作流程圖，分析系統(tǒng)各個板塊的工作過程。⑴ 抽吸氣泵控制設計：本課題設計的抽吸系統(tǒng)由三臺三相漩渦式氣泵組成負壓抽吸動力源，分別是1氣泵M2氣泵M3氣泵M3。三臺氣泵的參數(shù)：U=380V,f=50Hz，P=。每臺氣泵都可以分工頻起動的變頻起動。變頻起動由變頻器MM430控制。以1氣泵的動作為例，三相電路LLL3過變頻器MM40，再經(jīng)過 KM1，再經(jīng)過過載保護FR1到M1三相定子繞組，另一路LLL3經(jīng)過KM2再通過過載保護FR1也到M1三相定子繞組。這兩路同時組成了1氣泵M1的變頻起動和工頻起動，而KM2的常閉觸點串接到KM1線圈下，KM1的常閉觸點串接到KM2線圈下，這樣就構成了互鎖電路。1氣泵M1的變頻起動信號為FX1S30MR中的Y3，,工頻起動為Y4，2氣泵M2的變頻起動信號為FX1S30MR端口Y5，工頻起動為Y6，3氣泵M3的變頻起動信號為FX1S30MR端口Y7，工頻起動為Y10。當PLC接收到來自牙科治療椅的起動信號（無源開關量信號），PLC發(fā)出控制受變頻器驅(qū)動1氣泵M1的接觸器KM1接通信號，受變頻器驅(qū)動的1氣泵M1起動，受變頻器驅(qū)動的1氣泵M1起動后，根據(jù)壓力傳感器采集的壓力信號，壓力傳感器對變頻器及壓力顯示控制器發(fā)出相應的電流信號（30KPa對應的電流為4mA DC 0KPa對應的電流為20mA DC），壓力顯示控制器顯示抽吸壓力。變頻器根據(jù)接收的電流信號調(diào)整變頻器的輸出電壓與頻率(變頻器進行PID調(diào)節(jié))，改變1氣泵電動機M1的轉(zhuǎn)速，保證抽吸負壓的穩(wěn)定（例穩(wěn)定在14KPa）。此時若抽吸量增大，抽吸負壓力減?。ɡ槲搲毫τ?4KPa上升到9KPa），并持續(xù)10S,表明一臺氣泵的抽吸能力已不能滿足要求，必須起動第二臺氣泵。此時首先停止變頻器的起動信號Y3,接通起動2氣泵電動機M2的接觸器KM4,使2氣泵電動機M2在50HZ頻率運行。，重新接通變頻器的起動信號Y3, 變頻器根據(jù)接收的電流信號調(diào)整變頻器的輸出電壓與頻率，改變1氣泵電動機的轉(zhuǎn)速，保證抽吸負壓的穩(wěn)定（例穩(wěn)定在14KPa）。在控制過程中，有三種可能性：①二臺氣泵能滿足牙科治療椅的抽吸需求，此時一臺氣泵按固定頻率運行，另一臺氣泵按變頻運行。②牙科治療椅的抽吸需求減小，（抽吸量減小，抽吸負壓力增大，例抽吸負壓力為15KPa,且持續(xù)時間10S），表明二臺氣泵的抽吸能力已超過抽吸量要求，必須停止2氣泵。此時需要停止2氣泵的接觸器KM4，使第二臺氣泵停止運行。變頻器根據(jù)接收的電流信號調(diào)整變頻器的輸出電壓與頻率，改變1氣泵電動機的轉(zhuǎn)速，保證抽吸負壓的穩(wěn)定（例穩(wěn)定在14KPa）。③牙科治療椅的抽吸需求增大，（抽吸量增大，抽吸負壓力降低），并持續(xù)10S，表明二臺氣泵的抽吸能力已不能滿足要求，必須起動3氣泵。此時保持2氣泵的運行，暫時停止變頻器的起動信號Y3,然后接通起動3氣泵電動機M3的接觸器KM6,，重新接通變頻器的起動信號Y0, 變頻器根據(jù)接收的電流信號調(diào)整變頻器的輸出電壓與頻率，改變第一臺氣泵電動機的轉(zhuǎn)速，保證抽吸負壓的穩(wěn)定（例穩(wěn)定在14KPa）。若牙科治療椅的抽吸需求減小，（抽吸量減小，抽吸負壓力增高，例抽吸負壓力為15KPa,且持續(xù)時間10S），表明三臺氣泵的抽吸能力已超過抽吸量要求，必須停止第三臺氣泵。停止第三臺氣泵的接觸器KM3，使第三臺氣泵停止運行。保持二臺氣泵運行，變頻器根據(jù)接收的電流信號調(diào)整變頻器的輸出電壓與頻率，改變第一臺氣泵電動機的轉(zhuǎn)速，保證抽吸負壓的穩(wěn)定（例穩(wěn)定在14KPa）。當PLC接收到來自牙科治療椅的停止信號（無源開關量信號），延時5分鐘后，PLC 發(fā)出停止變頻器運行的信號。再延時10S后，PLC發(fā)出控制受變頻器驅(qū)動氣泵M1的接觸器KM1斷開信號。以上是1氣泵受變頻器起動的動作過程，2氣泵和3氣泵受變頻器起動的動作過程和1氣泵類似，就不一一例舉了。⑵ 廢水泵控制設計：廢水泵主要用于氣液分離罐的廢水排放。4水泵起動守KM7控制，當KM7出點合上后，4水泵開始動作。水泵在以下兩個狀態(tài)動作：①當氣液分離罐的廢水液位達到中液位或氣泵停止運行時液位超過低液位時，廢水泵運行，當液位低于低液位時，延時5秒后廢水泵停止。②當氣液分離罐在清洗狀態(tài)，氣液分離罐廢水液位達到中液位，延時15秒后廢水泵運行，當液位低于低液位時，延時5秒后廢水泵停止。⑶ 清洗進水閥控制設計：清冼進水電磁閥用于對氣液分離罐進行清洗，累計氣泵的運行時間，當氣泵運行時間達到設定值時（例20小時），KA3閉合，清洗進水電磁閥動作，將水注入氣液分離罐，當氣液分離罐的液位達到中液位時，清洗進水電磁閥停止運行。若氣液分離罐的中液位控制失效，液位升到高液位時，清洗進水電磁閥也停止運行并報警。⑷ 卸荷閥控制設計：在本電路中，卸荷電磁閥僅為保護環(huán)節(jié)，在正常壓力范圍時卸荷電磁閥不工作，KA2閉合，卸荷閥才動作，動作回差為3KPa（，卸荷閥停止運行）。，且持續(xù)10秒，則停止抽吸氣泵的運行，并發(fā)出報警信號。 PLC程序分析 數(shù)據(jù)的采集程序以上程序主要用于數(shù)據(jù)的采集，對開機次數(shù)，開機時間進行計數(shù)。另外通過比較指令確定運行的序列。D1＞D130 MO接通 D3＞D130 M3接通D1＜D130＜﹦D2 M1接通 D3﹦D130 M4接通D2＜D130 M2接通 D3＜D130 M5接通 氣泵起動控制程序以上程序為三臺氣泵123運行序列的控制。S30～S40同S20處理。處于S20情況下，復位Y4和Y5，使得2氣泵和3氣泵復位，運行X11，使1氣泵開始起動。當開啟1氣泵，同時有一個低壓力的信號時，用定時器延時，復位1氣泵。1氣泵沒開，2氣泵開著，跳到S21,用定時器T4延時，前面兩臺沒開，3氣泵開著時，跳到S22寄存器。當系統(tǒng)發(fā)生報警時，整體復位三臺氣泵。這時處于S21的狀態(tài)，前S20狀態(tài)可以覆蓋到1氣泵，2氣泵，3氣泵，而S21用于控制2氣泵和3氣泵。S22用于控制最后一臺氣泵。原理和S20基本相同。S30用于控制氣泵起動順序中的231起動序列，原理和S20相似。S40用于控制氣泵起動順序中的312起動序列，原理和S20相似。 廢水泵控制程序此段程序的主要功能是用于計時。等氣泵起動后，M8013秒脈沖驅(qū)動計數(shù)器C31，K60表示計60次，所以C31就表示計時60秒，計數(shù)器C31驅(qū)動C30，計數(shù)器C30表示一分鐘計一次，K480表示計數(shù)器C30計480次的分信號。C30驅(qū)動Y2，使清洗電磁閥動作。清水就會經(jīng)清洗進水電磁閥進入氣液分離罐，進行清洗工作。當清洗罐內(nèi)水位到達中液位時，進水閥就會停止動作。若此時中液位的開關失效，當液位到達高液位限位開關時，進水閥也停止動作，并發(fā)出報警。當氣液分離罐經(jīng)清洗后，廢水泵運行將飛回排出。當廢水到達中液位開關時或到達高液位開關時，驅(qū)動Y11，使廢水泵開始動作，將廢水排出。當廢水到達低液位以下，利用定時器T2延時3秒，停止廢水泵運轉(zhuǎn)。 寄存器的跳轉(zhuǎn)程序以上程序主要用于不同條件的組合，以及寄存器的復位。5. 系統(tǒng)調(diào)試為了測試設計的負壓抽吸系統(tǒng)是否滿足工藝要求，需要對系統(tǒng)進行調(diào)試，從而發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題。調(diào)試的方式可以分為模擬調(diào)試和現(xiàn)場調(diào)試，由于受到條件的限制，本課題主要采用模擬調(diào)試。模擬調(diào)試設備見圖51。圖51 模擬調(diào)試設備圖對系統(tǒng)進行模擬調(diào)試，具有以下優(yōu)點：⑴ 在模擬環(huán)境下校驗測試plc程序，發(fā)現(xiàn)并更正絕大多數(shù)的設計錯誤，大大縮短現(xiàn)場安裝調(diào)試時間和工期。⑵ 在仿真環(huán)境下對plc軟件進行完備的校驗，測試和優(yōu)化，顯著提高工程的質(zhì)量和可靠性。它不受現(xiàn)場環(huán)境的制約，而且可以輕易模擬硬件故障來測試系統(tǒng)的漏洞。在系統(tǒng)調(diào)試的過程中，需要注意一些事項：調(diào)試前，需要對PLC的外部接線作仔細檢查，確保外部接線準確無誤。也可以用事先編寫好的試驗程序作掃描通電檢查來查找接線故障。將設計好的程序?qū)懭隤LC后，首先逐條仔細檢查，并改正寫入時出現(xiàn)的錯誤。用戶程序一般先在實驗室模擬調(diào)試，實際的輸入信號可以用鈕子開關和按鈕來模擬，各輸出量的通／斷狀態(tài)用PLC上有關的發(fā)光二極管來顯示，一般不用接PLC實際的負載(如接觸器、電磁閥等)。可以根據(jù)功能表圖，在適當?shù)臅r候用開關或按鈕來模擬實際的反饋信號，如限位開關觸點的接通和斷開。對于順序控制程序，調(diào)試程序的主要任務是檢查程序的運行是否符合功能表圖的規(guī)定，即在某一轉(zhuǎn)換條件實現(xiàn)時，是否發(fā)生步的活動狀態(tài)的正確變化，即該轉(zhuǎn)換所有的前級步是否變?yōu)椴换顒硬?，所有的后續(xù)步是否變?yōu)榛顒硬剑约案鞑奖或?qū)動的負載是否發(fā)生相應的變化。　　在調(diào)試時應充分考慮各種可能的情況，對系統(tǒng)各種不同的工作方式、有選擇序列的功能表圖中的每一條支路、各種可能的進展路線，都應逐一檢查，不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問題后應及時修改梯形圖和PLC中的程序，直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關系完全符合要求?！　∪绻绦蛑心承┒〞r器或計數(shù)器的設定值過大，為了縮短調(diào)試時間，可以在調(diào)試時將它們減小，模擬調(diào)試結束后再寫入它們的實際設定值。 系統(tǒng)的調(diào)試⑴ 調(diào)試前，先對PLC的外部接線作仔細檢查，確保外部接線準確無誤。用事先編寫好的試驗程序作掃描通電檢查來查找接線故障。⑵ 打開程序編程軟件FXGPWIN，將完整的YJF60負壓抽吸系統(tǒng)程序?qū)懭肴釬X1S30MR中。⑶ 待程序?qū)懭胪戤?，將PLC設置到RUN狀態(tài)，打開程序監(jiān)視。對X、Y、S0、SS2S22運行狀態(tài)進行監(jiān)視。⑷ 合上 X0，監(jiān)視狀態(tài)下的X0呈現(xiàn)綠色，說明系統(tǒng)已經(jīng)開始正常運行。此時Y3被驅(qū)動，Y12也被驅(qū)動，此時運行在S20程序段。這時系統(tǒng)的運行狀態(tài)是1氣泵變頻起動。此時模擬1氣泵損壞，按下按鈕X11，此時程序段從S20跳轉(zhuǎn)到S21，此時驅(qū)動了Y5，驅(qū)動了Y12，這時候2氣泵變頻起動。再模擬2氣泵損壞，按下按鈕X12，此時程序段從S21跳轉(zhuǎn)到S22，此時驅(qū)動了Y7，驅(qū)動了Y12，這時候3氣泵變頻起動。監(jiān)視狀態(tài)下的運行情況（）和實際設計要求中的情況一樣，說明這段系統(tǒng)功能設計是正確的。 模擬氣泵損壞調(diào)試圖⑸ 重啟系統(tǒng)，此時模擬廢水泵運行情況。合上X0，此時Y3被驅(qū)動，Y12也被驅(qū)動，此時運行在S20程序段。合上X2，此時監(jiān)視狀態(tài)下的X2呈現(xiàn)綠色狀態(tài)，說明液位已經(jīng)到達中液位限位開關，此時驅(qū)動了Y11，廢水泵起動，開始排水。若合上X3，則說明液位已經(jīng)到達高液位限位開關，此時驅(qū)動Y11，廢水泵運行排水，同時驅(qū)動Y1，系統(tǒng)發(fā)出了警報，同時使氣泵全部停止運行。監(jiān)視狀態(tài)下的廢水泵運行情況（）和實際設計要求中的情況一樣，說明這段系統(tǒng)功能設計是正確的。 模擬廢水泵運行調(diào)試圖系統(tǒng)的其他工作過程經(jīng)過一一調(diào)試，都符合系統(tǒng)的設計要求。說明本課題設計模擬調(diào)試獲得成功。在模擬調(diào)試的過程中，遇到了很多的問題。⑴ 當程序?qū)懭隤LC時，發(fā)現(xiàn)程序不能寫入。結果發(fā)現(xiàn)編寫的程序類型和PLC不匹配。程序編寫使用FX2N格式編寫的，而PLC是FX1S系列，所以將程序格式轉(zhuǎn)換為FX1S后才能成功將程序?qū)懭隤LC中。⑵ 程序?qū)懭隤LC后，發(fā)現(xiàn)調(diào)試過程中，監(jiān)控狀態(tài)下的系統(tǒng)并未發(fā)生任何動作。結果發(fā)現(xiàn)PLC需要設置到RUN狀態(tài)才能運行。⑶ 在對氣泵損壞模擬調(diào)試過程中，按下X0后，Y3不能被驅(qū)動。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)狀態(tài)指令S20段程序出現(xiàn)了邏輯上的錯誤，經(jīng)過修改，才能運行正常。⑷ 在對系統(tǒng)清洗閥控制的模擬調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)廢水泵并不能動作。經(jīng)過對程序分析，發(fā)現(xiàn)對清洗閥的設定時間有點長，在短時的模擬調(diào)試過程中，未達到設定的時間自然不會動作。經(jīng)過對程序中定時的修改，使清洗閥能夠正常動作。在整個系統(tǒng)模擬調(diào)試過程中，總會出現(xiàn)各種各樣的問題和困難。以上是對模擬調(diào)試過程中的幾個問題的分析，還有許多調(diào)試中出現(xiàn)的結果就不一一分析了。6. 結 論本課題設計的YJF60負壓抽吸系統(tǒng)通過對三臺抽吸氣泵的控制，保證負壓的穩(wěn)定。該系統(tǒng)能有效的把治療過程中產(chǎn)生的帶有細菌，病毒，真菌等大量霧化狀態(tài)的帶菌氣流進行收集，當回收的廢氣污染物到達氣液分離罐后進行集中處理。若在正常壓力范圍時卸荷電磁閥不工作，當抽吸壓力達到超過設定值時，卸荷