探讨移植法在PLC编程中的若干问题.pdf

机械 研究与应用 经 验交 流 探讨 移植法在 P L C编程 中的若干 问题 熊力维， 代红菊， 邹昊 九江职业大学 ， 江西 九 江3 3 2 0 0 0 摘要 探 讨从 电气原理 图到 P L C梯形 图的程序设计过程 中采 用” 移植 法” 编程 带来的一些 问题 ， 通过 深入 分析 继 电 器控制 系统与 P L C控制 系统本质上的 区剐 ， 对这一类 问题 进行 了详 细的 阐述 ， 并提 出 了解决 方法 ， 为 电气设 计人员提供 了参考。 关键 词 移植 法； 触点竞争 ； 自锁 ； 并行 ； 串行 中图分类号 T H1 6 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 6 - 4 4 1 4 2 0 1 1 0 3 - 0 1 5 5 0 2 Di s c u s s i o n o n t he p r o b l e ms o f t r an s p l an t a t i o n i n PLC p r o g r a m X i o n g L i - w e i ，D a i Ho n g - j u ， Z o u Ha o J i u j i a n g v o c a t io n a l u n e ， J i u j i a n g J i a n g x i 3 3 2 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t S o me p r o b l e ms p r o d u c e d b y u s i n g ”t r a n s p l a n t a t i o n ” a t t h e d e s i g n p r o c e s s o f p rog r a m f r o m e l e c t r i c a l d i a g r a ms t o l a d d e r d i a g r a m a r e dis c u s s e d ．A f t e r a r I a l y z i n g t h e e s s e n t i a l d i ff e r e n c e b e t w e e n r e l a y s y s t e ms and P L C s y s t e ms ，t h o s e p r o b l e ms a r e e l a b o r a t e d。 a n d the s o l u t i o n s a r e p u t f o r w a r d， wh i c h ma y p r o v i d e r e f e r e n c e f o r e l e c t r i c d e s i gne r s ． Ke y wor d s t r a ns p l a nt a t i o n；t o u ch c o mp e t i t i o n；s e l f -l o ck i n g ； pa r a l l e l ；s e ria l 1 引 言 从事过 电气控制方 面的 P L C程序设计人员 ， 由 于对电气原理 图 比较熟 悉 ， 在选择 P L C的程序设计 语言时不约而同的选择梯形 图这一编程语 言。梯形 图是一种图形化的编程语言 ， 形象直观 ， 并且和电气 原理图有很多相似之处 ， 如它沿用 了继 电器的触点 、 线圈、 串并联 等术语 和 图形 符号 ， 成 为 P L C中最基 本、 最 普遍 的语 言。正是 如此 ， 在 许多 电气系统 的 P L C改造 时 ， 基 于 电气 原理 图的 P L C程 序设 计 方 法“ 移植法” 便应运而生l 5 J 。对于熟悉继 电器控 制系统的电气技术人员而言 ， 这是最容易被接受的编 程方法。但 P L C控制系统与继电器控制系统具有本 质差别 ， 因此并不是所有从 电气 原理 图移植过来 的 P L C程序都是正确的 ， 尤其是当本来的电气控制系统 存在“ 触点竞争” 的时候 ， 这时如果草率的使用“ 移植 法” 则可能带来意想不到的后果。 2 移植 法在 电气 系统改造 时的两 类情况 在继电器控制系统中， 因为各个并联电路是同时 加电压工作 ， 其工作特点可以用 “ 并行 ” 二字来形容 ， 由于实际器件的生产工艺 以及元件动作的机械惯性 ， 可能会 出现 “ 触 点竞 争” 现象。而在 P L C控 制系统 中， 因为采用了循环扫描 的工作方式 ， 在执行梯形 图 程序时 ， P L C是从上到下 ， 自左向右逐个扫描的， 这种 工作方式在计算机控制 系统 中很普遍 ， 属于“ 串行 ” 工作方式 。在 串行工作 方式 中， 各个逻辑部件 之 间有着明确的先后关系 ， 因此不会 出现触点竞 争问 题 。于是原本在继电器控制系统中可能存在触点竞 争的电气控制原理 图经过“ 移植法 ” 变为 P L C程序 后 ， 这种触点竞争问题是否消失 ， 结果是否可靠 ， 笔者 将深入探讨这个问题。 2 ． 1 存在争议但直接移植后可 以实现的电路 在 电气 控制 系统 中具 有触 点竞争 问题 的电路 见图 1 ， 期望的结果是 K M3线圈能够在 K M1 、 K M 2 线圈之后得 电 自锁 J 。其工作 原理分析如下 按下 按钮 S B 1时 K M1线圈得电 自锁 ， K M1的动合触点 闭 合为 K M 3线 圈的得 电创 造条件 。当按下按 钮 S B 2 时 ， K M 2线圈得 电， K M 2的动合触点 闭合 ， 使得 K M 3 线圈得电。但是另一方 面， K M2的动断触点断开 ， 使 得 K M1线圈断电而触点复位断开 ， 这又会使 K M3线 圈断 电。因此， 最 终 K M3能否得 电将 取决 于控 制 K M3线圈的 K M 2与 K M1两个动合触点动作的快慢， 只要 K M 2触点在 K M1触点复位之 前能够闭合 一小 段时间， 那么 K M3就能够得 电从而 自锁 ； 如果 K M1 触点先复位断开而 K M 2触点来不 及闭合 ， 那么 K M3 将永远不能得 电。这便是存在 “ 触点竞争 ” 的电路 。 我们现在采用移植 法把 它转化 为 P L C梯形 图程 序 各 O地址分配见表 1 。 在图 3所示 的梯形 图程序 中， 根据 P L C的循环 扫描工作原理 ， 当 1 0 ． 0闭合时 ， Q 0 ． 0线圈得电并 自 保持， 从而使得动合触点 Q 0 ． 0闭合 ， 随着 1 0 ． 1的闭 项 目 江苏省教育科学研究 院省职业教育教改课题。 高职机 电类实践教学体系研究” G YE 1 1 收稿 日期 2 0 1 1 0 3 2 8 作者简介 熊力维 1 9 8 3 一 。 男 ， 江西九江人 ， 助教 ， 研究方向 自动控 制。 l 5 5 经验 交 流 机械研究与应用 合 ， Q o ． 1线圈也得 电， 由于 Q O ． 0和 Q O ． 1触点均闭 合 ， 使 Q o ． 2线圈能够得 电并且 自锁。虽然 Q o ． 1线 圈的得电使 Q o ． 1动断触点应断开， 从而使 Q O 。 0线 圈断电 ， 但 Q O ． 1 触点的状态要等到下一个扫描周期 时才会被刷新。到了下一次扫描时 ， 虽然 Q o ． 0线圈 断电， 其触点复位断开 ， 但 Q O ． 2因有 自保持而能够 持续得 电， 不受影 响。因此 ， 发现移植后 的控制消除 了“ 触点竞争” 问题 ， 使得控制系统更加确定 、 可靠。 图 l I O I 1和 K a V I 2同时控制 K M 3得 电线路图 表 1 圈 1中元件所对应 的 P L C 1 ／ O地址 2 ． 2存在争议而直接移植后不能实现的电路 图 2为具有点动和连续混合控制的电路 ， 它能够 在点动与连续之间 自由切换 ， 在很多机床 的控制电路 中也是常见的呤 J 。但这种控制方式所采用 的复式按 钮 S B 2 ， 其动断触点在复位闭合时可能会与 K M 动合 触点的复位断开产生 “ 竞 争” ， 从而导致点 动失 败。 例如 ， 当点动结束后松开按钮 S B 2 ， 如果其动断触点 的复位闭合慢于 K M动合触点复位断开 ， 则 电路正常 停止； 如果 S B 2的先闭合而 K M1 还没来得及完全断 开 ， 那么 K b l 就会得电， 从而使 K M又 回到闭合 ， 点动 失败 ， 变成 了连续运行⋯。下 面我们采用移植法把 它转化为P L C程序进行分析 各 I ／， O地址分配见表 2 。 图2 点动与连续混合控制线路图 在图 3 、 4所示的梯形图程序中， 工作过程分析如 下 当点动结束后 ， I o ． 1 断开， 由于之前 Q o ． 0处于得 电状态 ， 所 以在本扫描周期 内， Q o ． 0动合触点依然保 持闭合 ， 其状态并未得到刷新 ， 而 1 0 ． 1动断触点又回 到闭合 ， 结果 当程序执行到 Q o ． 0线圈指令 的时候 ， 1 5 6 Q O ． 0非但没有断电 ， 反而得电变为了连续运行 ， 点动 失败。从这个例子发现 ， 移植后 的 P L C程序不但 没 有消除触点竞争 ， 反 而走 向了另 一极端 ， 即本来是触 点竞争可能导致 的 电路运行 异常情 况在此一 定会 发生 。 碰到这种情况 ， 建议采用一个 中间继 电器 M 0 ． 0 作为过渡 图5 ， 将点动与连续环节“ 分而治之 ” 【 4 J ， 从而既消除了触点竞争 ， 又保证程序运行可靠。经过 仿真分析， 该程序能够正确运行。 表 2 图 2中元件对应的 P L C I ／ O地址 。 ‘ 图 3图 1 所对应 的 P L C 梯形图程序 图 4图 2所对应 的 P L C 梯形图程序 图5 图4改进后的P L C梯形图程序 3 结 语 虽然在大多数情况下 ， 采用 “ 移植法” 从 电气原 理图移植过来 的 P L C程序是可靠 的， 但是对于本身 存在“ 触点竞争” 的电气线路 ， 由于 P L C的“ 串行” 工 下转第 1 6 0页 ＆ 工 ． ． ～ ． 经 验 交流 机械研究与应用 一 段时间后 ， 性能降低较快． 原因是气体 中的油雾 、 水 蒸气堵住 了微孔， 造成排气不 畅所致； 当气动砂轮机 在最大功率时 的负荷转速时， 消声材料微孔表面结 霜 ， 当保持 5 m i n左右时， 气动砂轮机的功率开始逐渐 下降。综上所述 ， 我们在设计气动砂轮机的消声装置 时 ， 没有采用阻性消声器。 2 选择抗性消声器消声装置 ， 虽然机器的功率 比消声前略有降低 ， 但产 品在工作过程中可靠性好 ， 各项性能稳定 ， 达到了降低噪声 的 目的， 且该装置消 声效果明显 ， 耐低温、 不怕油雾和水蒸汽， 具有良好的 通气性。 3 消声装置的配合部位不能产生缝隙， 否则形 成高频噪声。穿孔孔径应严格控制在公差范围内， 过 大时噪声增高， 过小则功率下降。 通过工业试验和批量生产证 明， 这种消声装置即 保证了产品的各项性能指标 ， 又降低 了噪声 ， 稳定性 好 ， 且有功率大、 耐用、 安全性好等优点 ， 是气动工具 降低噪声的有效装置。 目前这种消声装置原理在气 动工具产品中得到广泛应用 ， 在治理噪声保护环境中 取得了明显效果。 参考文献 [ 1 ] G B 1 9 8 7 2 - 2 0 0 5 ． 凿岩机械与气动工具[ S ] ． [ 2] 方丹 群． 空气动力 性 噪声与 消声 器 [ M] ． 北 京 科 学 出版 社， 1 9 7 8 ． [ 3 ] 钟国荣． 噪声与振动测量用声设计[ J ] ． 环境技术 ， 1 9 9 5 2 1 7 - 2 2 ． 上接第 1 3 4页 然是主流设备 ， 所 以高速 ， 高效率压片机并非我 国制 药企业所必须。 4结语 我国压片机改 良需要制剂设备企业与制药企业 共同努力研究探索 ， 适合我国制药企业现状 ， 并不一 定一位追求国外高端压片机技术。不管是低转速 、 中 转速还是高转速压片机 ， 要在制剂生产中不断实践研 究 ， 通过对现有小投入简单改 良， 能得 到实际有效的 回报。而我国压片机技术 的发展要与我 国制药企业 的管理和我国制药企业现有实际， 紧密相连 ， 找到最 适合最有实际意义的发展方向。 参考文献 [ 1 ] 伍善根． 国外 现代 压片 技术 的发展 研究 [ J ] ． 机 电信 息 ， 2 0 O 9 2 3 2 3 ． [ 2 ] 伍善根． 压片机远程监测和远程控 制[ J ] ． 医药工业设 计 ， 2 0 0 8 ， 2 9 1 4 1 ． 上接第 1 5 6页 作特性 ， 移植后 的 P L C程序必然会将先前 的不确定 状态变为确定的结果 ， 要么变好 ， 要么变坏 ， 不会存在 模棱两可的局面 ， 那么移植后的 P L C程序究竟能否 正确运行 ， 则必须结合 P L C的循环扫描工作原理进 行分析和判断。 参考文献 [ 1 ] 李振安． 工厂电气控制技术[ M ] ． 重庆 重庆大学出版社， 2 0 0 4 ． [ 2 ] 张运波． 工厂电气控制技术[ M ] ． 北京 高等教育出版社， 2 0 0 7 ． [ 3 ] 肖宝兴． 西门子S 7 2 0 0 P L C的使用经验与技巧[ M] ． 北京 机 械工业出版社， 2 0 0 8 ． [ 4 ] 廖常初． P I E编程及应用． 第二版[ M ] ． 北京 机械工业出版社，2 O 0 9 ． [ 5 ] 罗宇航． 流行 P IE 使用程序及设计[ M] ． 西安 西安电子科技大 学 出版社 ， 2 0 0 8 ． 上接第 1 8 7页 差为动能源 ， 经过转换呈间歇脉动状态， 在固定副与 转动副之 问形成 一气 体， 摆 动脉动环 状体 ， 经过对 “ 摆振周期” 和“ 摆振 幅度” 的调整 ， 润滑介质在两副 之问轴向摆动， 伴随轴速形成“ S ” 状轨迹软密封。达 到含而不吐， 不渗不漏的效果 。 2 ． 2技术特点 K H一 9动能 自控密封器可以使风机润滑油箱实 现不渗不漏的理想效果 ， 预计使用寿命可长达 3年。 密封器安装 简便 ， 且必要时可在设备运行 中进行安 装。此外， 该密封器无磨损、 免维护保养， 维护简单。 l 6 0 3 ． 3 应 用效果 K H一 9动能 自控密封器投入使用 以来， 运行稳定 可靠平稳 ， 效果稳定 、 提高了设备的完好率， 减轻劳动 强度的同时降低 了设备维护成本 ， 潜在 的提高 了效 益。据统计 ， 应用 K H一 9动能 自控密封器后 ， 风机年 节约成本可达到 4 O万元。 参考文献 [ 1 ] 刘贵锋 ， 孙建波． 比密封技 术在 回转 式空气 预热器 密封改 造中 的应用[ J ] ． 热力发电， 2 0 0 5 3 2 5 - 2 7 ．