LOGO！在自動化設(shè)備簡單改造中的應用

水淑敏 郭炳勝

改造或維修工廠電氣設(shè)備時，經(jīng)常需要增加一些I/O點數(shù)少或邏輯功能簡單的電氣控制，如機床簡單動作、自動電動門、車庫門等。若全部通過繼電器連接組合實現(xiàn)，則線路復雜且靈活性差，使用PLC又大材小用，此時LOGO！的經(jīng)濟和方便性就凸顯出來。

一、LOGO！簡介

LOGO！是西門子公司開發(fā)的小型通用邏輯模塊，可替代一組繁瑣的繼電器。LOGO！輕松軟件（LOGO！Soft Comfort 4.0）是基于PC機的編程軟件包，LOGO！編程就是采用軟件規(guī)定的邏輯符號畫出邏輯關(guān)系圖（圖1）。LOGO！輕松軟件可仿真程序運行狀態(tài)，和程序在LOGO！中運行效果一樣，方便程序調(diào)試。程序調(diào)試完畢通過程序模塊或PC電纜將程序裝載至LOGO！，以后更改程序，不必重新接線，只需按幾下按鈕或插入幾個程序模塊。

二、LOGO！應用

1.問題的提出

寶碩新型建筑材料有限公司引進德國REIMELT公司混料系統(tǒng)（包括自動上料系統(tǒng)），擠出機供料裝置采用真空上料方式，由真空泵提供動力。系統(tǒng)共使用6臺真空泵和15臺吸料器（根據(jù)產(chǎn)能，1臺真空泵負責2～4條線的自動上料），用于1#～15#擠出生產(chǎn)線自動供料，所有信號均由中央控制室S5 PLC控制。目前新增兩條擠出生產(chǎn)線，而混料系統(tǒng)未預留控制接口和吸料器，因此要相應增加0#、16#線吸料器。經(jīng)計算混料系統(tǒng)供料能力，1#、2#線共用的真空泵和13#～15#線共用的真空泵可分別為0#、16#線吸料器提供動力，2#線物料管路同時供應0#線，15#線物料管路同時供應16#線，完全不影響原上料系統(tǒng)供料能力。

2.控制方案

為實現(xiàn)PLC統(tǒng)一控制0#、16#線吸料器，以下方案可供選擇：①修改進口控制系統(tǒng)復雜的PLC程序，依公司現(xiàn)有技術(shù)水平，這樣可能影響整個混料系統(tǒng)正常工作。②外包，至少需要30萬元。③在不改動原程序前提下，利用相鄰生產(chǎn)線信號，直接控制新增生產(chǎn)線，通過自行設(shè)計的控制裝置，識別、切換相鄰兩條線（0#、2#，15#、16#）上料等控制信號，實現(xiàn)自動上料。

最終決定采取方案3，下面以15#、16#線為例，闡述具體控制過程。當15#線處于物料滿狀態(tài)且16#線有吸料請求時，切換15#線發(fā)給PLC的料位、閥門位置信號，使PLC認為15#線需要吸料，同時將PLC輸出的物料閥門控制信號切換至16#線閥門，實現(xiàn)16#線在PLC統(tǒng)一控制下自動吸料?？紤]到15#線不能因16#線吸料而受到影響，因此不管16#線處于吸料還是滿料狀態(tài)，只要15#線需要吸料，所有信號和控制線路必須恢復原狀態(tài)。0#線和2#線控制過程相同。

上述控制雖然只需要3個輸入信號和4個輸出信號，但輸入輸出信號邏輯關(guān)系比較復雜，為此決定使用LOGO！12/24RC和繼電器配合實現(xiàn)。

3.改造實施

（1）控制電路（圖2）。繼電 器 K1，K2，K3 用 于 16#（0#）、15#（2#）吸料器管路閥門驅(qū)動及位置信號切換，Q4用于物料管路故障，長時間吸不到料時報警指示。為確保新增吸料器故障維修時不影響原系統(tǒng)工作，開關(guān)F01、F02用于新增吸料器工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換，F(xiàn)01斷開、F02閉合，16（#0#）吸料器自動工作，反之吸料器停止并恢復原電路狀態(tài)。

（2）控制程序（圖3）。當15#吸料器需要吸料時，I1信號為0，料倉滿時，I1信號為1；無料時I3信號為0，有料時信號為1；料倉有料時，I2觸點為斷開狀態(tài)，信號為0，料用完時，在自身重力作用下回到閉合狀態(tài)，信號為1。初始工作狀態(tài)：15（#2#）吸料器料倉有料，I1為1，16#（0#）吸料器料倉中無料，I2為1，I3為0。

I2與I1的邏輯關(guān)系使Q2輸出為1，繼電器輸出切換16#（0#）吸料器至物料及真空管路。延時2s后，Q1輸出吸料請求信號（低電平有效）至PLC，真空泵啟動，開始16#（0#）吸料器20s上料過程。上料結(jié)束進行6s反吹，反吹過程又使料倉下料位器信號改變，開始新一輪20s的吸料過程，直至上料位信號為1。吸料器吸料過程結(jié)束，此時Q2輸出為0，繼電器將物料及真空管路切換回15#（2#）吸料器。此時若15#（2#）吸料器需要吸料，則會由Q1輸出物料需求信號，由中央PLC系統(tǒng)為15#（2#）吸料器上料。但是無論15#（2#）吸料器是否完成上料，一旦16#（0#）料倉需要上料，則搶先通過控制權(quán)，優(yōu)先上料，直到上料結(jié)束，15#（2#）吸料器才可繼續(xù)上料。Q4為上料超時報警，如果超過一定時間限制（程序中為4min），仍然得不到16#（0#）吸料器上料位滿料信號，則給出報警指示，提示操作人員檢查真空及物料輸送系統(tǒng)是否故障。

上述程序邏輯關(guān)系不太復雜，但時間互鎖關(guān)系較多，因此使用較多時間繼電器滿足各時序關(guān)系。程序編制完成可進行軟件仿真了解程序如何運行，熟悉各工作步驟之間關(guān)系。仿真結(jié)束通過計算機串行通信口，采用SIEMENS LOGO！專用通信線將程序下載至已經(jīng)接好線路的LOGO！，上電運行，再次觀察實際運行效果（程序在計算機已通過仿真運行完成調(diào)試，在實際電路中一般不再調(diào)試）。