PLC在流水線往返運(yùn)輸中的控制與運(yùn)用

陸海波

摘 要：本文主要介紹了一個(gè)自動(dòng)裝車(chē)送料系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)小車(chē)由A地自動(dòng)裝料后向B地輸送的一個(gè)循環(huán)或單周期過(guò)程，并在物料過(guò)高時(shí)有報(bào)警和保護(hù)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(dòng)化程度要求越來(lái)越高，原有的生產(chǎn)裝料裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前高度自動(dòng)化的需要。減輕勞動(dòng)強(qiáng)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(jì)效益是企業(yè)生成所必須面臨的重大問(wèn)題。我們?yōu)楦鱾€(gè)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(dòng)控制技術(shù)、計(jì)量技術(shù)、新傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)管理技術(shù)于一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品；充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)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(diǎn)，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，配置靈活、組態(tài)方便。作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，30年來(lái)，可編程控制器從無(wú)到有，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍；其功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步。

1 可編程序控制器介紹

1.1 PLC的特點(diǎn)

可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)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(jìn)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(gè)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(jī)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(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)。

利用PLC最基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制，用于單機(jī)控制.多機(jī)群控.生產(chǎn)自動(dòng)線控制等，例如：機(jī)床、注塑機(jī)、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(lèi)和數(shù)量越來(lái)越多，而且功能也日趨完善。近年來(lái)，從美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)引進(jìn)的PLC產(chǎn)品及國(guó)內(nèi)廠家組裝或自行開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品已有幾十個(gè)系列、上百種型號(hào)。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(jià)格等各不相同，適用場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選擇PLC，對(duì)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(chē)間的送料循環(huán)工作過(guò)程，該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)最基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)的邏輯控制，主要采用開(kāi)關(guān)量控制。因?yàn)閷?duì)速度和精度無(wú)過(guò)高要求，所以根據(jù)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)合理性可選擇帶A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求。本文主要以西門(mén)子S7-200這一型號(hào)機(jī)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(diǎn)啟動(dòng)和停止。

（2）小車(chē)在右限位時(shí)按下啟動(dòng)自動(dòng)裝10S后左行。

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

（4）當(dāng)小車(chē)碰到左右極限開(kāi)關(guān)時(shí)，小車(chē)停止運(yùn)行（控制回路斷電保護(hù)）

（5）當(dāng)A點(diǎn)物料過(guò)高時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警（ 報(bào)警燈以1HZ頻率閃爍，蜂鳴器報(bào)警）

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

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

3 硬件電路

3.1 主電路設(shè)計(jì)

電路由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，兩電機(jī)主要實(shí)現(xiàn)的是正反轉(zhuǎn)運(yùn)行功能。小車(chē)的往返運(yùn)行和卸料時(shí)小車(chē)門(mén)的開(kāi)與關(guān)分別由電動(dòng)機(jī)M1、M2控制。

3.2 輸入輸出地址表

4 軟件電路設(shè)計(jì)

4.1 啟停控制電路梯形圖

程序?yàn)橄到y(tǒng)啟?？刂骗h(huán)節(jié)主要是現(xiàn)的功能是原點(diǎn)啟停。

圖當(dāng)小車(chē)處于原點(diǎn)，即I0.3（SQ2）為ON，按下啟動(dòng)按鈕（I0.0）方可啟動(dòng)。Q0.0有輸出料斗電磁閥動(dòng)作，小車(chē)開(kāi)始裝料，15S后裝料結(jié)束，小車(chē)左行。

當(dāng)按下停止按鈕（I0.1）后，此時(shí)小車(chē)若在原點(diǎn)則立即停止運(yùn)行，若小車(chē)正在送料途中則回到原點(diǎn)時(shí)停止運(yùn)行，即右限位（I0.3）上升沿到來(lái)時(shí)執(zhí)行。

計(jì)數(shù)器由啟動(dòng)按鈕（I0.0）進(jìn)行復(fù)位。

4.2 往返送料電路梯形圖（略）

此程序?yàn)樾≤?chē)往返送料環(huán)節(jié)，主要是現(xiàn)的功能是小車(chē)A地裝料→B地卸料→A地裝料的一個(gè)往復(fù)循環(huán)過(guò)程。

如圖所示當(dāng)小車(chē)在原點(diǎn)裝料開(kāi)始計(jì)時(shí)15S后T33為ON，Q0.1有輸出小車(chē)左行。當(dāng)小車(chē)到達(dá)B地限位開(kāi)關(guān)時(shí)，小車(chē)停止運(yùn)行且I0.2（SQ1）為ON，Q0.3有輸出小車(chē)開(kāi)門(mén)卸料并計(jì)時(shí)，卸料10S后T34為ON，小車(chē)關(guān)門(mén)并返回A地繼續(xù)裝料。

4.3 報(bào)警系統(tǒng)梯形圖 （略）

此程序?yàn)槲锪线^(guò)高報(bào)警環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)的功能是當(dāng)倉(cāng)庫(kù)存放物料過(guò)高時(shí)報(bào)警。當(dāng)物料低于上限位或操作人員按下按鈕報(bào)警自動(dòng)解除。

如上體形圖所示，當(dāng)I1.0（位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)）為ON時(shí)，Q1.1（報(bào)警燈）有輸出并以1HZ頻率閃爍。Q1.0（蜂鳴器）有輸出發(fā)出報(bào)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(bào)警自動(dòng)解除。Q1.0 Q1.1均無(wú)輸出。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)在科技的發(fā)展，人類(lèi)從繁重勞動(dòng)中解脫的需要和工業(yè)生產(chǎn)效率的提高，自動(dòng)化生產(chǎn)的得到廣泛的應(yīng)用。在PLC控制的小車(chē)送料系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了小車(chē)的無(wú)人裝料送料和卸料的往復(fù)循環(huán)過(guò)程，并有保護(hù)報(bào)警裝置。這樣不僅可以把工人從搬料運(yùn)料的繁重勞動(dòng)中解脫出來(lái)而且可大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，實(shí)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(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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(guó)勞動(dòng)保障出版社 2005