【文章內容簡介】 用傳統(tǒng)的車運料，這樣浪費了大量的人力物力，降低了生產(chǎn)效率。而如今隨著科學技術的發(fā)展，運料小車從手動到自動，逐漸形成了機械化、自動化。將PLC應用到運料小車電氣控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)運料小車的自動化控制，降低系統(tǒng)的運行費用，降低了勞動力，提高了生產(chǎn)效率。 控制要求設計控制要求：設計一個運料小車的PLC控制裝置，電機功率M為3KW，運料小車的功能及控制要求如下： 小車可在A、B兩地分別啟動； 小車在A、B兩地的停留等待裝料、卸料時間均為2分鐘； 小車在A地啟動時停車等待裝料； 裝料完畢自動駛向B地，到達B地后停車等待裝料； 卸料完畢后自動駛向A地，如此循環(huán)；第三章 運料小車PLC控制系統(tǒng)設計 輸入輸出點分配運料小車PLC輸入輸出點分配表見下表31 分類 輸入信號輸出信號步序繼電器其它信 號 名 稱 起動按鈕停止按鈕左限位開關右限位開關右行接觸器左行接觸器裝料電磁鐵卸料電磁鐵預備狀態(tài)一工步二工步三工步四工步激活初始步裝料卸料時間現(xiàn)場信號 SB1 SB2SQ1SQ2KM1KM2YV1YV2Q0Q1Q2Q3Q4Lt0t1PLC地址 X0 X3X1X2Y0Y1Y2Y3M0M1M2M3M4M8002T0T1 表31 根據(jù)控制要求繪制功能圖 首先把工作循環(huán)分成預備、裝料、右行、卸料和左行共5步，它們的轉換條件分別為SB（X0）、T0、SQ2（X2）、T1和SQ1（X1）。畫出了功能圖，并且填寫了各步對應的動作及執(zhí)行電器的工作情況。 模擬圖根據(jù)設計要求，畫出運料小車運行模擬圖 圖31 狀態(tài)示意圖分析其運料控制過程，可得出以下狀態(tài) 圖32 順序功能圖 圖33 用經(jīng)驗設計法設計梯形圖時，沒有一套固定的方法和步驟可以循環(huán)，具有很大的試探性和隨意性，對于不同的控制系統(tǒng)，沒有一種通用的容易掌握的設計方法。在設計較為復雜系統(tǒng)的梯形圖時，用大量的中間單元來完成記憶、聯(lián)鎖和互鎖等功能，由于需要考慮的因素很多，它們往往又交織在一起，分析起來非常困難，并且很容易遺漏一些應該考慮的問題。修改某一局部電路時，可能對系統(tǒng)的其他部分產(chǎn)生意想不到的影響，因此梯形圖的修改也很麻煩，花了很長的時間還得不到一個滿意的結果。用經(jīng)驗法設計出的梯形圖往往很難閱讀，給系統(tǒng)的修改和改進帶來了很大的困難。所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)預先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內部狀態(tài)和時間的順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構自動地有序地進行操作。使用順序控制設計法時首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。有的PLC編程軟件為用戶提供了順序功能圖（S FC）語言，在編程軟件中生成順序功能圖后便完成了編程工作。順序控制設計法是一種先進的設計方法，很容易被初學者接受，對于有經(jīng)驗的設計者也會提高設計的效率，程序的閱讀和測試修改也很方便。某廠有經(jīng)驗的電氣工程師用經(jīng)驗設計法設計某控制系統(tǒng)的梯形圖，花了兩周的時間，同一系統(tǒng)改用順序控制設計法，只用了不到半天的時間，就完成了梯形圖的設計和模擬調試，現(xiàn)場試車一次成功。順序控制設計法用轉換條件控制代表各步的編程元件，讓他們的狀態(tài)按一定的順序變化，然后用代表各步的編程元件去控制PLC的各輸出繼電器。轉換條件為當前步進入下一步的信號，可以是外部的輸入信號，如按扭、指令開關、限位開關的接通和斷開等，也可以是PLC內部產(chǎn)生的信號，如定時器、記數(shù)器常開觸點的接通等，還可能是若干個信號的與、或、非邏輯組合。順序功能圖（Sequential function chart,簡稱為SFC）是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設計PLC的順序控制程序的有力工具。順序功能圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術，它是一種通用的技術語言，可以供進一步設計和不同專業(yè)的人員之間進行技術交流之用。 步與動作 步順序控制設計法最基本的思想是將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段，這些階段稱為步（Step），可以用編程元件（例如內部輔助繼電器M和狀態(tài)繼電器S）來代表各步。步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化來劃分的。在任何一步之內，各輸出量的ON/OFF狀態(tài)不變，但是相鄰兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的，步的這種劃分方法使代表各步的編程元件的狀態(tài)與各輸出量的狀態(tài)之間有著極為簡單的邏輯關系。送料小車開始停在左側限位開關X1處（見圖31），按下起動按扭X0，Y2變?yōu)镺N，打開貯料斗的閘門，開始裝料，同時用定時器T0定時，2分鐘后關閉貯料斗的閘門，Y0變?yōu)镺N，開始右行，碰到限位開關X2后停下來卸料（Y3為ON），同時用定時器T1定時；2分鐘后Y1變?yōu)镺N，開始左行，碰到限位開關X1后返回初始狀態(tài)，停止運行。根據(jù)Y0~Y3的ON/OFF狀態(tài)的變化。顯然一個周期可以分為裝料、右行、卸料和左行這4步，另外還應設置等待起動的初始步，分別用M0~M4來代表這5步。圖31）是運料小車運行的空間示意圖，圖32）是描述該系統(tǒng)的順序功能圖，圖中用矩形方框表示步，方框中可以用數(shù)字表示該步的編號，一般用代表該步的編程元件的元件號作為步的編號，如M0等，這樣在根據(jù)順序圖設計梯形圖時較為方便。 初始步與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應的步稱為初始步，初始狀態(tài)一般是系統(tǒng)等待起動命令的相對靜止的狀態(tài)。初始步用雙線方框表示，每一個順序功能圖至少應該有一個初始步。 活動步當系統(tǒng)正處于某一步所在的階段時，該步處于活動狀態(tài)，稱該步為“活動步”。步處于活動狀態(tài)時，相應的動作被執(zhí)行；處于不活動狀態(tài)時，相應的非存儲型動作被停止執(zhí)行。 與步對應的動作或命令可以將一個控制系統(tǒng)劃分為被控系統(tǒng)和施控系統(tǒng)，例如在數(shù)控車床系統(tǒng)中，數(shù)控裝置是施控系統(tǒng)，而車床是被控系統(tǒng)。對于被控系統(tǒng)，在某一步中要完成某些“動作”（action）；對于施控系統(tǒng)，在某一步中則要向被控系統(tǒng)發(fā)出某些“命令”(mand)。為了敘述方便，下面將命令或動作統(tǒng)稱為動作，并用矩形框中的文字或符號表示，該矩形框應與相應的步的符號相連。如果某一步有幾個動作，可以用圖34中的兩種畫法來表示，但是并不隱含這些動a）b）圖34 多個動作的表示方法作之間的任何順序。說明命令的語句應清楚的表明該命令是存儲型的還是非存儲型的。例如某步的存儲型命令“打開1號閥并保持”，是指該步為活動步時1號閥打開，該步為不活動步時繼續(xù)打開；非存儲型命令“打開1號閥”，是指該步為活動步時打開，為不活動步時關閉。除了以上的基本結構之外，使用動作的修飾詞（見表32）可以在一步中完成不同的動作。修飾詞允許在不增加邏輯的情況下控制動作。例如，可以使用修飾詞L來限制配料閥打開的時間。表32 動作的修飾詞N非存儲型當步變?yōu)椴换顒硬綍r動作終止S置位（存儲）當步變?yōu)椴换顒硬綍r動作繼續(xù)，直到動作被復位R復位被修飾詞S，SD，SL或DS起動的動作被終止L時間限制步變?yōu)榛顒硬綍r動作被起動，直到步變?yōu)椴换顒硬交蛟O定時間到D時間延遲步變?yōu)榛顒硬綍r延遲定時器被起動，如果延遲之后步仍然是活動的，動作被起動和繼續(xù)，直到步變?yōu)椴换顒硬絇脈沖當步變?yōu)榛顒硬剑瑒幼鞅黄饎硬⑶抑粓?zhí)行一次SD存儲與時間延遲在時間延遲之后動作被起動，一直到動作被復位DS延遲與存儲在延遲之后如果步仍然是活動的，動作被起動直到被復位SL存儲與時間限制步變?yōu)榛顒硬綍r動作被起動一直到設定的時間到或動作被復位在圖33中定時器T0的線圈應在M1為活動步時“通電”，M1為不活動步時斷電，從這個意義上來說，T0的線圈相當于步M1的一個動作，所以將T0作為步M1的動作來處理。步M1下面的轉換條件T0由在指定時時間到時閉和的T0的常開觸點提供。因此動作框中的T0對應的是T0的線圈，轉換條件T0對應的是T0的常開觸點。 使用起保停電路的方法編程根據(jù)順序功能圖設計梯形圖時，可用內部輔助繼電器M（特殊輔助繼電器除外）來代表各步。某一步為活動步時，對應的輔助繼電器為ON，某一轉換實現(xiàn)時，該轉換的后續(xù)步變?yōu)榛顒硬?，前級步變?yōu)椴换顒硬健：芏噢D換條件都是短信號，即它存在的時間比它的后續(xù)步激活為活動步的時間短，因此應使用有記憶（或稱保持）功能的電路來控制代表步的輔助繼電器。如常用的有起、保、停電路和置位、復位指令組成的電路。起保停電路僅僅使用與觸點和線圈有關的通用邏輯指令，各種型號PLC都有這一類指令，所以這種編程方法，適用于任何型號PLC。圖35用起保停電路控制步a）b）如圖35所示，采用了起保停電路進行順序控制梯形圖編程。圖中MM3和M4是順序功能圖中順序相連的3步，X2是步M3之前的轉換條件。設計起保停電路的關鍵是找出它的起動條件和停止條件。根據(jù)轉換實現(xiàn)的基本規(guī)則，轉換實現(xiàn)的條件是它的前級步為活動步，并且滿足相應的