PLC在流水線往返運輸中的控制與運用

夏果

摘 要：本文主要介紹了一個自動裝車送料系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要實現(xiàn)小車由A地自動裝料后向B地輸送的一個循環(huán)或單周期過程，并在物料過高時有報警和保護系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：PLC；可編程序控制器

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，自動化程度要求越來越高，原有的生產(chǎn)裝料裝置遠遠不能滿足當(dāng)前高度自動化的需要。減輕勞動強度，保障生產(chǎn)的可靠性、安全性，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染、提高產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟效益是企業(yè)生成所必須面臨的重大問題。我們?yōu)楦鱾€裝料生產(chǎn)領(lǐng)域所生產(chǎn)的可編程控制器裝料系統(tǒng)。它集成自動控制技術(shù)、計量技術(shù)、新傳感器技術(shù)、計算機管理技術(shù)于一體的機電一體化產(chǎn)品；充分利用計算機技術(shù)對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計，配置靈活、組態(tài)方便。作為通用工業(yè)控制計算機，30年來，可編程控制器從無到有，實現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；其功能從弱到強，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進步。

1 可編程序控制器介紹

1.1 PLC的特點

可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。

1.2 PLC的構(gòu)成

從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。

1.3 PLC的應(yīng)用

目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。

利用PLC最基本的邏輯運算、定時、計數(shù)等功能來實現(xiàn)邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制，用于單機控制.多機群控.生產(chǎn)自動線控制等，例如：機床、注塑機、裝配生產(chǎn)線、電梯控制等.....

1.4 PLC的選擇

隨著PLC的推廣普及，PLC產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多，而且功能也日趨完善。近年來，從美國、日本、德國等國引進的PLC產(chǎn)品及國內(nèi)廠家組裝或自行開發(fā)的產(chǎn)品已有幾十個系列、上百種型號。PLC的品種繁多，其結(jié)構(gòu)型式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各不相同，適用場合也各有側(cè)重。因此，合理選擇PLC，對于提高PLC在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用起著重要作用。

如圖（1）所示為某車間的送料循環(huán)工作過程，該系統(tǒng)主要實現(xiàn)最基本的邏輯運算、定時、計數(shù)的邏輯控制，主要采用開關(guān)量控制。因為對速度和精度無過高要求，所以根據(jù)企業(yè)的經(jīng)濟合理性可選擇帶A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、加減運算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機就能滿足要求。本文主要以西門子S7-200這一型號機介紹了該系統(tǒng)的操作流程和控制

要求。

2 任務(wù)及要求

（1）原點啟動和停止。

（2）小車在右限位時按下啟動自動裝10S后左行。

（3）小車到達左限位后自動卸料8S后返回有限位重復(fù)循環(huán)工作。

（4）當(dāng)小車碰到左右極限開關(guān)時，小車停止運行（控制回路斷電保護）

（5）當(dāng)A點物料過高時，報警系統(tǒng)報警（ 報警燈以1HZ頻率閃爍，蜂鳴器報警）

（6）根據(jù)自動送料裝車系統(tǒng)的控制要求，設(shè)計PLC外部電路。

（7）連接PLC外部電路（配合通用器件板開關(guān)原器件），編寫用戶程序。

3 硬件電路

3.1 主電路設(shè)計

電路由兩臺電動機拖動，兩電機主要實現(xiàn)的是正反轉(zhuǎn)運行功能。小車的往返運行和卸料時小車門的開與關(guān)分別由電動機M1、M2控制。

3.2 輸入輸出地址表

4 軟件電路設(shè)計

4.1 啟?？刂齐娐诽菪螆D

程序為系統(tǒng)啟?？刂骗h(huán)節(jié)主要是現(xiàn)的功能是原點啟停。

圖當(dāng)小車處于原點，即I0.3（SQ2）為ON，按下啟動按鈕（I0.0）方可啟動。Q0.0有輸出料斗電磁閥動作，小車開始裝料，15S后裝料結(jié)束，小車左行。

當(dāng)按下停止按鈕（I0.1）后，此時小車若在原點則立即停止運行，若小車正在送料途中則回到原點時停止運行，即右限位（I0.3）上升沿到來時執(zhí)行。

計數(shù)器由啟動按鈕（I0.0）進行復(fù)位。

4.2 往返送料電路梯形圖（略）

此程序為小車往返送料環(huán)節(jié)，主要是現(xiàn)的功能是小車A地裝料→B地卸料→A地裝料的一個往復(fù)循環(huán)過程。

如圖所示當(dāng)小車在原點裝料開始計時15S后T33為ON，Q0.1有輸出小車左行。當(dāng)小車到達B地限位開關(guān)時，小車停止運行且I0.2（SQ1）為ON，Q0.3有輸出小車開門卸料并計時，卸料10S后T34為ON，小車關(guān)門并返回A地繼續(xù)裝料。

4.3 報警系統(tǒng)梯形圖 （略）

此程序為物料過高報警環(huán)節(jié)，實現(xiàn)的功能是當(dāng)倉庫存放物料過高時報警。當(dāng)物料低于上限位或操作人員按下按鈕報警自動解除。

如上體形圖所示，當(dāng)I1.0（位置檢測開關(guān)）為ON時，Q1.1（報警燈）有輸出并以1HZ頻率閃爍。Q1.0（蜂鳴器）有輸出發(fā)出報警聲。當(dāng)物料低于上限位（I1.0為OFF）或按下“確定”按鈕（I1.1）報警自動解除。Q1.0 Q1.1均無輸出。

5 結(jié)束語

隨著現(xiàn)在科技的發(fā)展，人類從繁重勞動中解脫的需要和工業(yè)生產(chǎn)效率的提高，自動化生產(chǎn)的得到廣泛的應(yīng)用。在PLC控制的小車送料系統(tǒng)中實現(xiàn)了小車的無人裝料送料和卸料的往復(fù)循環(huán)過程，并有保護報警裝置。這樣不僅可以把工人從搬料運料的繁重勞動中解脫出來而且可大大提高勞動生產(chǎn)率，實現(xiàn)效益最大化。在PLC控制中有較高的可靠性和環(huán)保性。當(dāng)然，該系統(tǒng)還存在欠缺仍待改進。

參考文獻

1.宮淑貞主編《可編程序控制器原理及應(yīng)用》人民郵電出版社 2006

2.徐鐵主編《PLC應(yīng)用技術(shù)》中國勞動保障出版社 2005