基于PLC应急保障车控制系统的设计.pdf

基于P L C 应急保障车控制系统的设计 口申祖武1口孙学先-口王天运 1 ．武汉理工大学机电工程学院武汉4 3 0 0 7 0 2 ．总参工程兵科研三所河南洛阳4 7 1 0 2 3 摘要以应急保障车控制系统的开发为基础．利用可编程逻辑控制器程序开发工具G XD e v e l o p e r 和触摸屏开发工 具E V 5 0 0 0 共同完成应急保障车控制系统的设计，通过视频显示和程序控制，完成上位机与下位机之间的通信，提高了系 统的工作稳定性和效率。 关键词P L C 触摸屏应急保障车控制系统 中图分类号Ⅱ，2 7 3 文献标识码A 剥离型膜体压制去污技术⋯是一种将压制和消除 合为一体的放射性沉降物清除技术。该技术在清除放 射性气溶胶或沉淀物[ 2 - 3 ] 的过程中分为物料混合、喷 洒作业、膜体生成、膜体的剥离回收等几个阶段。在整 个清除工作中。第一阶段物料混合质量的好坏直接关 系到后面膜体的成型质量．而应急保障车就是实现物 料混合的专用设备．其下艺过程主要包括物料储备、 物料储备混合、上料混合储备、循环搅拌、连续上料混 合搅拌、混合料输送、清洗、放空等步骤，其中控制系统 是为该车提供操作控制的，是整个系统有序运行、安全 工作的关键。现场的控制是由P L C 和触摸屏共同完 成，以替代先前手动操作的不精确性，每个工艺流程之 间有连锁控制，且必须在自动状态下才允许操作，通过 多种内部接口与外部设备发生关联，对混合物料的各 个工作流程进行控制。 1 控制系统的设计 控制系统的设计思路①系统任务的分块；②控制 系统逻辑关系图的编制；③绘制各种电路图；④编制程 序并进行模拟调试；⑤制作控制台与控制柜；⑥现场调 试；⑦编写技术文件并现场试运行。应急保障车控制系 统的设计过程包括P L C 程序设计、用于程序调试的可 视化触摸屏人机界面的设计及控制系统综合测试3 个 部分。 1 ．1P L C 程序设计 P L C 是控制系统的核心单元，通过开关量、模拟量 的输入．并经过数据处理输出开关量、模拟量控制继电 器的动作⋯。通常在进行P L C 程序设计时，采用梯形图 经验设计法[ 5 ] 。该方法是在一些典型电路的基础上。根 据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完 善梯形图。比如通过增加一些触点或中间编程元件。来 实现完全不一样的功能，因此该方法具有很大的试探 收稿日期2 0 1 0 年7 月 回2 0 1 1 ／1 文章编号1 0 0 0 4 9 9 8 2 0 1 1 O l 一0 0 3 2 0 2 性和随意性【】。本文基于应急保障车控制系统的顺序 逻辑性。采取顺序功能图的模式来开发该车控制系统 的P L C 程序。图l 所示为液压马达p L C 控制程序的顺 序功能图，分为判断互斥条件程序、打开阀门程序、扫 描到位信号程序和打开液压马达程序4 部分，每个部 分的执行分别由相应的转换条件所决定。判断互斥条 件程序是用来判断某些操作是否满足执行条件的．以 及肖操作条件不满足时是否会自动停止相应的操作 当打开阀门程序为当前进行的某一操作时．相应的 P L C 软元件会通过置位来驱动输出口．实现相应阀门 的打开动作。当阀门完全打开后，扫描到位信号程序将 产生一个到位信号并接通输入口。打开液压马达程序 和打开阀门程序大致相同。但打开液压马达程序是在 到位信号完全到位的情况下才能打开的。 机械制造4 9 卷第5 5 7 期盛 万方数据 表lP L C 基本单元I ／O 分配袭 输入输出 地址功能地址功能地址功能 X O 自动、手动开关 X 1 5 F 6 关到位指示 Y 0 B l 启动 X l上下位机是否连接信号X 1 6 Q l 开到位指示 Y lB 2 启动 X 2 F l 开到位指示X 1 7 Q l 关到位指示 Y 2B 3 启动 X 3F l 关到位指示X 2 0 Q 2 开到位指示 Y 3B 4 启动 X 4F 2 开到位指示X 2 l Q 2 关到位指示 Y 4 F 1 阀门开 X 5 F 2 关到位指示X 2 2 Q 3 开到位指示 Y 5F 2 阀门开 X 6F 3 开到位指示X 2 3 Q 3 关到位指示 Y 6F 3 阀门开 X 7F 3 关到位指示 X 2 4 A 罐顶 Y 7 F 4 阀门开 X I O F 4 开到位指示 X 2 5A 罐底Y 1 0F 5 阀门开 X 1 lF 4 关到位指示X 2 6混合罐顶Y l lF 6 阀门开 X 1 2F 5 开到位指示 X 2 7 混合罐底 Y 1 2 Q l 开清洗罐上料管路 X 1 3F 5 关到位指示Y 1 3 Q 2 开A 罐七料管路 X 1 4F 6 开到位指示Y 1 4 Q 3 开高空喷射管路 注F l 、F 2 、F 3 、F 4 、F 5 、F 6 均为两通球阀，Q l 、Q 2 、Q 3 为三通球阀，B 1 、B 2 、B 3 、B 4 均为液压马达。 实现与G XD e v e l o p e r 开发平台下开发的P L C 程序集 成。采用E V 5 0 0 0 触摸屏开发工具开发的应急保障车 控制系统人机界面如图3 所示。图中的按钮与指示灯 分别与应急保障车的P L C 程序相关的I ／O 点相连接． 通过设为相同的I ／O 点标号，即可实现P L C 程序与触 器 机械制造4 9 卷第5 5 7 期 摸屏人机界面运行时的双向通信。 由E V 5 0 0 0 _ V 1 ．5 _ C H S 编写出的可 视化界面及控制部分。其控制界面 分为两个区域，左侧为工况模拟图。 能够用动态图形模拟应急保障车的 各个使用- l - 况，包括各传感器、电动 阀门、泵以及管路内的物料流动方 向等信息，显示直观清晰；右侧为控 制区。设置了各个工况的操作按键， 以及参数设置、报警查询、故障复 位、急停等功能按键，按键设计醒 目、布局合理、便于操作。通过与下 位机软件的配合，可实现各个按钮 的具体功能。 1 ．3 控制系统的综合测试 将应急保障车P L C 程序和触摸 屏人机界面程序二者结合起来进行 调试和测试。通过G XD e v e l o p e r 软件将P L C 程序烧写 进P L C 中，用P C 机直接在线模拟。方法如下用R S 一 2 3 2 或R S 一4 8 5 数据线连接P L C 与P C 机。此数据线为 三菱专用数据线，连上以后就可以启动E V 5 0 0 0 触摸 屏人机界面编程程序，并选择相应的串口。采用这种形 式，就可以不用将程序下载到触摸屏中进行模拟了。这 样既减少了下载时间，也减少了对触摸屏的下载次数。 保证了触摸屏的寿命。 2结束语 应急保障车是为核事故现场放射性沉降物清除设 备提供压制去污剂的专用设备，通过将P L C 和触摸屏 技术相结合应用于该车的控制系统。可以大大提高该 车工作的可靠性和易操作性。 参考文献 [ 1 ] 王天运，任辉启，郑力，等．剥离型压制去污剂研制与性能 [ J ] ．应用基础与工程科学学报，2 0 0 6 1 ． [ 2 ] 王天运，刘水江，刘国强．剥离型去污膜体力学性能分析 [ J ] ．应用基础与工程科学学报，2 0 0 2 4 ． [ 3 ] 诸雪征，魏永路．新型洗消装备[ M ] ．北京高等教育出版 社．2 0 0 1 ． [ 4 ] 于东．基于P L C 技术的自动切管机控制系统的研究[ J ] ． 组合机床与自动化加工技术。2 0 0 4 2 4 6 ． [ 5 ] 李建新．可编程序控制器及其应用[ M ] ．北京机械工业出 版社。2 0 0 3 ． [ 6 ] 廖常初．F X 系列P L C 编程及应用[ M ] ．北京机械工业出 版社．2 0 0 5 ． △ 编辑禾禾 2 0 1 1 ／1 万方数据