狀態(tài)分析法在兩段閥PLC程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

趙榮華

安鋼集團(tuán)冶金爐料公司（455004）

兩段閥是安鋼500 m3白灰豎爐的重要設(shè)備，在不停風(fēng)、不停爐的情況下，與園盤機(jī)配合，完成出灰過程。兩段閥的動(dòng)作共有四個(gè)步驟,在以前的PLC程序中，程序繁冗復(fù)雜，調(diào)試過程中容易出現(xiàn)兩段同時(shí)開的錯(cuò)誤狀態(tài)。為了簡(jiǎn)化程序，并增強(qiáng)可靠性，我們?cè)诎蹭摷瘓F(tuán)冶金爐料公司5#豎爐的PLC程序設(shè)計(jì)中采用狀態(tài)分析法，取得了理想的效果。

1 兩段閥控制系統(tǒng)的組成及動(dòng)作順序

兩段閥由兩段密封的閥體構(gòu)成。在出灰過程中，先開1段，物料由1段下落到2段，而此時(shí)2段是密封的，保證不漏風(fēng)。延時(shí)5S后關(guān)閉1段。1段關(guān)到位延時(shí)1S后再開2段。2段開后，物料由2段下落到出灰皮帶，此時(shí)1段是密封的，不漏風(fēng)。延時(shí)5S然后關(guān)2段。2段關(guān)閉延時(shí)1S后再開1段。如此循環(huán)，完成連續(xù)送風(fēng)、同時(shí)出灰的功能，保證了豎爐的連續(xù)作業(yè)。

兩段閥的控制系統(tǒng)由限位開關(guān)、PLC、電磁換向閥、氣缸組成。兩段閥的動(dòng)作由氣缸驅(qū)動(dòng)，氣流的方向由電磁換向閥控制，氣流方向的改變實(shí)現(xiàn)兩段閥每段的開、閉動(dòng)作。PLC依據(jù)安裝在兩段閥氣缸臂上的限位開關(guān)確定閥的位置，并按順序啟停各段。

兩段閥共裝有四個(gè)限位開關(guān)∶1段開限位、1段關(guān)限位、2段開限位、2段關(guān)限位。兩個(gè)氣缸裝四個(gè)進(jìn)氣通道，對(duì)應(yīng)四個(gè)電磁閥線圈，分別是∶開1段、關(guān)1段、開2段、關(guān)2段。

2 系統(tǒng)的狀態(tài)分析

根據(jù)兩段閥的功能要求，1段和2段交替開、閉,相應(yīng)地1段開限位、1段關(guān)限位、2段開限位、2段關(guān)限位均觸發(fā)一個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器動(dòng)作，觸發(fā)系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下∶

S1狀態(tài)∶T4動(dòng)作后進(jìn)入此狀態(tài)，1、3段關(guān)閉后啟動(dòng)定時(shí)器T1，當(dāng)T1延時(shí)1S后，開啟2段，轉(zhuǎn)入S2狀態(tài)。

S2狀態(tài)∶T1動(dòng)作后進(jìn)入此狀態(tài)，2段開后啟動(dòng)定時(shí)器T2，當(dāng)T2延時(shí)5S后，關(guān)閉2段，轉(zhuǎn)入S3狀態(tài)。

S3狀態(tài)∶T2動(dòng)作后進(jìn)入此狀態(tài)，2段關(guān)后啟動(dòng)定時(shí)器T3，當(dāng)T3延時(shí)1S后，開啟1、3段，轉(zhuǎn)入 S4狀態(tài)。

S4狀態(tài)∶T3動(dòng)作后開轉(zhuǎn)入此狀態(tài)，1、3段開后啟動(dòng)定時(shí)器T4，當(dāng)T4延時(shí) 5S后，關(guān)閉1、3段，轉(zhuǎn)入S1狀態(tài)。

3 各狀態(tài)下限位開關(guān)的位置及定時(shí)器狀態(tài)

由以上的狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系，可知各狀態(tài)下限位開關(guān)的位置及定時(shí)器狀態(tài)見表1。

表1 各狀態(tài)下變量的變化

4 定時(shí)器的觸發(fā)

由表1可知，T1由1段關(guān)限位觸發(fā)，T2由2段開限位觸發(fā)，T3由2段關(guān)限位觸發(fā)，T4由1段開限位觸發(fā)。

5 狀態(tài)變量的選取

表1可知，S1和S3狀態(tài)下各限位開關(guān)的狀態(tài)可能是完全一致的，因此，僅由限位開關(guān)并不能確定四個(gè)狀態(tài)。根據(jù)需要，我們采用一個(gè)中間標(biāo)志位，結(jié)合定時(shí)器狀態(tài)來(lái)確定四個(gè)狀態(tài)。程序中用一個(gè)RS觸發(fā)器M0.0，用 T2為M0.0置位，用T4為M0.0復(fù)位。由于T1和T3是相反的，這樣，當(dāng)M0.0為0時(shí)，T3為1(T1為0)時(shí)為 S1狀態(tài)，T3為 0(T1為 1)時(shí)為S2狀態(tài)；當(dāng)M0.0為1時(shí)，當(dāng)T3為0(T1為1)時(shí)為S3狀態(tài)，當(dāng)T3為1(T1為0)時(shí)為S4狀態(tài)。

根據(jù)各狀態(tài)的輸出關(guān)系，得到表2。

6 根據(jù)以上分析，得到程序如圖2所示

表2 各狀態(tài)下中間標(biāo)志位的變化及輸出變化

7 結(jié)語(yǔ)

采用狀態(tài)分析法進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，可以將較復(fù)雜的順序控制的邏輯關(guān)系清晰地表現(xiàn)出來(lái)，使得程序進(jìn)一步簡(jiǎn)化，增強(qiáng)了程序的易讀性、可靠性和可維護(hù)性。在安鋼500 m3豎爐兩段閥的程序設(shè)計(jì)中取得了良好的效果。