【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用傳統(tǒng)的車運(yùn)料，這樣浪費(fèi)了大量的人力物力，降低了生產(chǎn)效率。而如今隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)料小車從手動(dòng)到自動(dòng)，逐漸形成了機(jī)械化、自動(dòng)化。將PLC應(yīng)用到運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的自動(dòng)化控制，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，降低了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)效率。 控制要求設(shè)計(jì)控制要求：設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)料小車的PLC控制裝置，電機(jī)功率M為3KW，運(yùn)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(dòng)； 小車在A、B兩地的停留等待裝料、卸料時(shí)間均為2分鐘； 小車在A地啟動(dòng)時(shí)停車等待裝料； 裝料完畢自動(dòng)駛向B地，到達(dá)B地后停車等待裝料； 卸料完畢后自動(dòng)駛向A地，如此循環(huán)；第三章 運(yùn)料小車PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 輸入輸出點(diǎn)分配運(yùn)料小車PLC輸入輸出點(diǎn)分配表見(jiàn)下表31 分類 輸入信號(hào)輸出信號(hào)步序繼電器其它信 號(hào) 名 稱 起動(dòng)按鈕停止按鈕左限位開關(guān)右限位開關(guān)右行接觸器左行接觸器裝料電磁鐵卸料電磁鐵預(yù)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(shí)間現(xiàn)場(chǎng)信號(hào) 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(yù)備、裝料、右行、卸料和左行共5步，它們的轉(zhuǎn)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(duì)應(yīng)的動(dòng)作及執(zhí)行電器的工作情況。 模擬圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，畫出運(yùn)料小車運(yùn)行模擬圖 圖31 狀態(tài)示意圖分析其運(yùn)料控制過(guò)程，可得出以下狀態(tài) 圖32 順序功能圖 圖33 用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，沒(méi)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(duì)于不同的控制系統(tǒng)，沒(méi)有一種通用的容易掌握的設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)較為復(fù)雜系統(tǒng)的梯形圖時(shí)，用大量的中間單元來(lái)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(lái)非常困難，并且很容易遺漏一些應(yīng)該考慮的問(wèn)題。修改某一局部電路時(shí)，可能對(duì)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(zhǎng)的時(shí)間還得不到一個(gè)滿意的結(jié)果。用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)出的梯形圖往往很難閱讀，給系統(tǒng)的修改和改進(jìn)帶來(lái)了很大的困難。所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，在生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有序地進(jìn)行操作。使用順序控制設(shè)計(jì)法時(shí)首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過(guò)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(yǔ)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(shè)計(jì)法是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，很容易被初學(xué)者接受，對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者也會(huì)提高設(shè)計(jì)的效率，程序的閱讀和測(cè)試修改也很方便。某廠有經(jīng)驗(yàn)的電氣工程師用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)某控制系統(tǒng)的梯形圖，花了兩周的時(shí)間，同一系統(tǒng)改用順序控制設(shè)計(jì)法，只用了不到半天的時(shí)間，就完成了梯形圖的設(shè)計(jì)和模擬調(diào)試，現(xiàn)場(chǎng)試車一次成功。順序控制設(shè)計(jì)法用轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換條件為當(dāng)前步進(jìn)入下一步的信號(hào)，可以是外部的輸入信號(hào)，如按扭、指令開關(guān)、限位開關(guān)的接通和斷開等，也可以是PLC內(nèi)部產(chǎn)生的信號(hào)，如定時(shí)器、記數(shù)器常開觸點(diǎn)的接通等，還可能是若干個(gè)信號(hào)的與、或、非邏輯組合。順序功能圖（Sequential function chart,簡(jiǎn)稱為SFC）是描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程、功能和特性的一種圖形，也是設(shè)計(jì)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(shù)，它是一種通用的技術(shù)語(yǔ)言，可以供進(jìn)一步設(shè)計(jì)和不同專業(yè)的人員之間進(jìn)行技術(shù)交流之用。 步與動(dòng)作 步順序控制設(shè)計(jì)法最基本的思想是將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)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(nèi)部輔助繼電器M和狀態(tài)繼電器S）來(lái)代表各步。步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化來(lái)劃分的。在任何一步之內(nèi)，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(jiǎn)單的邏輯關(guān)系。送料小車開始停在左側(cè)限位開關(guān)X1處（見(jiàn)圖31），按下起動(dòng)按扭X0，Y2變?yōu)镺N，打開貯料斗的閘門，開始裝料，同時(shí)用定時(shí)器T0定時(shí)，2分鐘后關(guān)閉貯料斗的閘門，Y0變?yōu)镺N，開始右行，碰到限位開關(guān)X2后停下來(lái)卸料（Y3為ON），同時(shí)用定時(shí)器T1定時(shí)；2分鐘后Y1變?yōu)镺N，開始左行，碰到限位開關(guān)X1后返回初始狀態(tài)，停止運(yùn)行。根據(jù)Y0~Y3的ON/OFF狀態(tài)的變化。顯然一個(gè)周期可以分為裝料、右行、卸料和左行這4步，另外還應(yīng)設(shè)置等待起動(dòng)的初始步，分別用M0~M4來(lái)代表這5步。圖31）是運(yùn)料小車運(yùn)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(hào)，一般用代表該步的編程元件的元件號(hào)作為步的編號(hào)，如M0等，這樣在根據(jù)順序圖設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)較為方便。 初始步與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的步稱為初始步，初始狀態(tài)一般是系統(tǒng)等待起動(dòng)命令的相對(duì)靜止的狀態(tài)。初始步用雙線方框表示，每一個(gè)順序功能圖至少應(yīng)該有一個(gè)初始步。 活動(dòng)步當(dāng)系統(tǒng)正處于某一步所在的階段時(shí)，該步處于活動(dòng)狀態(tài)，稱該步為“活動(dòng)步”。步處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的動(dòng)作被執(zhí)行；處于不活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的非存儲(chǔ)型動(dòng)作被停止執(zhí)行。 與步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作或命令可以將一個(gè)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(duì)于被控系統(tǒng)，在某一步中要完成某些“動(dòng)作”（action）；對(duì)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(dòng)作統(tǒng)稱為動(dòng)作，并用矩形框中的文字或符號(hào)表示，該矩形框應(yīng)與相應(yīng)的步的符號(hào)相連。如果某一步有幾個(gè)動(dòng)作，可以用圖34中的兩種畫法來(lái)表示，但是并不隱含這些動(dòng)a）b）圖34 多個(gè)動(dòng)作的表示方法作之間的任何順序。說(shuō)明命令的語(yǔ)句應(yīng)清楚的表明該命令是存儲(chǔ)型的還是非存儲(chǔ)型的。例如某步的存儲(chǔ)型命令“打開1號(hào)閥并保持”，是指該步為活動(dòng)步時(shí)1號(hào)閥打開，該步為不活動(dòng)步時(shí)繼續(xù)打開；非存儲(chǔ)型命令“打開1號(hào)閥”，是指該步為活動(dòng)步時(shí)打開，為不活動(dòng)步時(shí)關(guān)閉。除了以上的基本結(jié)構(gòu)之外，使用動(dòng)作的修飾詞（見(jiàn)表32）可以在一步中完成不同的動(dòng)作。修飾詞允許在不增加邏輯的情況下控制動(dòng)作。例如，可以使用修飾詞L來(lái)限制配料閥打開的時(shí)間。表32 動(dòng)作的修飾詞N非存儲(chǔ)型當(dāng)步變?yōu)椴换顒?dòng)步時(shí)動(dòng)作終止S置位（存儲(chǔ)）當(dāng)步變?yōu)椴换顒?dòng)步時(shí)動(dòng)作繼續(xù)，直到動(dòng)作被復(fù)位R復(fù)位被修飾詞S，SD，SL或DS起動(dòng)的動(dòng)作被終止L時(shí)間限制步變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)動(dòng)作被起動(dòng)，直到步變?yōu)椴换顒?dòng)步或設(shè)定時(shí)間到D時(shí)間延遲步變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)延遲定時(shí)器被起動(dòng)，如果延遲之后步仍然是活動(dòng)的，動(dòng)作被起動(dòng)和繼續(xù)，直到步變?yōu)椴换顒?dòng)步P脈沖當(dāng)步變?yōu)榛顒?dòng)步，動(dòng)作被起動(dòng)并且只執(zhí)行一次SD存儲(chǔ)與時(shí)間延遲在時(shí)間延遲之后動(dòng)作被起動(dòng)，一直到動(dòng)作被復(fù)位DS延遲與存儲(chǔ)在延遲之后如果步仍然是活動(dòng)的，動(dòng)作被起動(dòng)直到被復(fù)位SL存儲(chǔ)與時(shí)間限制步變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)動(dòng)作被起動(dòng)一直到設(shè)定的時(shí)間到或動(dòng)作被復(fù)位在圖33中定時(shí)器T0的線圈應(yīng)在M1為活動(dòng)步時(shí)“通電”，M1為不活動(dòng)步時(shí)斷電，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，T0的線圈相當(dāng)于步M1的一個(gè)動(dòng)作，所以將T0作為步M1的動(dòng)作來(lái)處理。步M1下面的轉(zhuǎn)換條件T0由在指定時(shí)時(shí)間到時(shí)閉和的T0的常開觸點(diǎn)提供。因此動(dòng)作框中的T0對(duì)應(yīng)的是T0的線圈，轉(zhuǎn)換條件T0對(duì)應(yīng)的是T0的常開觸點(diǎn)。 使用起保停電路的方法編程根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，可用內(nèi)部輔助繼電器M（特殊輔助繼電器除外）來(lái)代表各步。某一步為活動(dòng)步時(shí)，對(duì)應(yīng)的輔助繼電器為ON，某一轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)時(shí)，該轉(zhuǎn)換的后續(xù)步變?yōu)榛顒?dòng)步，前級(jí)步變?yōu)椴换顒?dòng)步。很多轉(zhuǎn)換條件都是短信號(hào)，即它存在的時(shí)間比它的后續(xù)步激活為活動(dòng)步的時(shí)間短，因此應(yīng)使用有記憶（或稱保持）功能的電路來(lái)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(fù)位指令組成的電路。起保停電路僅僅使用與觸點(diǎn)和線圈有關(guān)的通用邏輯指令，各種型號(hào)PLC都有這一類指令，所以這種編程方法，適用于任何型號(hào)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(jìn)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(zhuǎn)換條件。設(shè)計(jì)起保停電路的關(guān)鍵是找出它的起動(dòng)條件和停止條件。根據(jù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則，轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件是它的前級(jí)步為活動(dòng)步，并且滿足相應(yīng)的