配料生产线控制系统的PLC自动控制.pdf

工 业 配料生产线控制系统的 P L C自动控制 罗及 红 湖 南商务职 业技 术学院电控 系， 湖南长沙4 1 0 2 0 5 实际控制要求 ．运用三菱 P L C技术 中的顺 序控制步进 S T L指 令和 P L C置位 、复位基本指 形 图程序设计 ，并对各段子程序运行功能予 以分析说 明 ，经 过 P L C上机模拟调试 ，与实际 运行功能 中图分类号 T P 2 7 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 9 9 4 9 2 2 0 1 0 0 7 0 0 3 1 - 0 2 1引言 可编程控 制器 P L C是以计算机技 术为核心 的通用 工业 自动化装置 ，它将传统的继 电器控 制系统与计算机技 术结合在一起 ，具有高可靠性 、灵 活通 用 、易于编程 和使 用方便等特点 ，近年来在工业 自动控制 、机电一体化 以及 改造传统产业等方面得到 了广泛的应用 ．被 誉为现代工业 生产 自动化的三大支柱之 首 [ i - 2 。本论 文针对配料生 产线 系统 的实际控制要求 ，运用三菱 P L C技 术中的顺 序控制步 进 S T L指令和 P L C置位 、复位基本指令 ，在 I ／ O分配的基 础上 ，将整 个配料生 产线 实际控 制系 统分解 为称 原料 1 、 称原 料 2 、第一次传送 、调和 、第二 次传送 和过载报警六 个部分 ，进行 P L C梯形 图程序设 计和程序功能分析 。 Q二二二二D 选 犄皮带2 图 1 配料生产线 系统 的工作示意图 收稿 日期2 O l O O 4 2 2 2控制要求 如图 l所示。按 下启动按钮 。料仓 1和料仓 2下料一 仓壁振动器 l和 2启动一 喂料振动器 l和 2 将 料喂人称料 仓一当称料传感器 S QI 和 S Q 2都为 “ l ” 逻辑值时一 喂料振动器停止 ，下料停止 。同时仓壁振 动器也停止一 送 料 皮带 1 启动 1 0 s 后一排 料振动器 l 和 2启动进行 排料一 3 0 0 s 后中间仓门打开一3 s 后搅拌机启动一3 0 0 s 后启动送料 皮带 2 ．并打开卸料 门将 料送到送料斗 车里一 3 0 0 s 后全部 停止 一个周期结束 E4 ] 。 3 I ／ O分配 I ／ 0分配如表 1 所示。 表 l 配料 生产线 的 I ／ O分配表 4程序梯形图 配料生产线系统的程序 梯形 图如 图 2所示。 r ] T - ] I 鲨 一 j兰 l __ } 控 制 图 2 配料生产线系统的程序梯形 图 5程序功能分析 5 ． 1程序初始 化 当 P L C处 于等待状 态 s 0 时 。按 下启 动按 钮 ，状 态继 电器 S 2 0 和 S 2 3 同时置位。 5 ． 2称原料 l S T L S ∞闭合后 ，输 出继 电器 Y 。 置 位 ，仓壁 振动器 1 启 动，料仓 l 下料 ；同时状态继 电器 S 2 置位 ，Y 。 置位 ，喂 料 振动器 l 将料 喂人称料 仓。 当称料 传感器 S Q 。 一 。 和 S Q ． 都 达到给定值 时 即 X ． 和 X 2 都 为 1 时 ，输 出继 电器 Y 0 和 Y． 都复位 ，仓壁振动器 1 和喂料振动器 l 都停止。 5 - 3称原料 2 S T L S 闭 合后 ，输 出继 电器 Y 置位 ，仓壁振 动器 2 启动，料仓 2下料 ；同时状 态继 电器 S M置位 ， 置位 ，喂 料振动器 2将料喂人称 料仓 。当称 料传感 器 S Q 一 和 S Q 都达到 给定值时 即 x 3 和 4 都为 1时 ，输 出继 电器 Y 和 Y 都复位 ，仓壁振动器 2和喂料振动器 2都停止 。 5 ． 4第一次 传送 S T L S 2 6 闭合后 ，输出继电器 Y ， 置位 ，传送带 1 启动 ； l O s 之后 ，状态继电器 S 置位 ，输 出继 电器 Y 和 Y 都置 位 ，排料振 动器 l和 2同时启动 ；3 0 s 之后 ，状态继 电器 S 置位 。 5 ． 5调和 S T L S 闭合后 ，输 出继 电器 Y 置位 、Y ， 复位 ，调和 机启动 ，同时传送带 1 停止 ；3 s 之后状态继 电器 S ∞置位 ， 输 出继 电器 Yl 1 得 电，中间仓 门打 开 ；3 0 s 后 状态继 电器 S 3 0 置位 。 5 ． 6第二次传送 S T L S 3 I 闭合后 ，输 出继 电器 Y 。 0 和 Y。 同时得 电 ，送 料皮带 2 启动 ，同时卸料门打开 ；3 0 s 后 ，状 态继 电器 S 返回 S 进入下一个周期 。 5 ． 7过载报警 过载 时 ，即 F R ～ F R 9 中的任 意一个热继电器分断 ，梯 形 图中的 0 常开闭合 ，Y ， 得电 ，报警 电铃 总是以 “ 响亮 3 s 、停止 l s ” 的周期进行报警 ；直到过载消除后 ，即热继 电器重新 闭合时 ，梯 形图 中 o 常开复位 ，报警状 态才能 解除F7 ] 。 6结束语 以上 配料生产线 系统的 P L C程序经过 上机模拟调试 ． 与实际控 制要求完全一致 ，方便实用 。在程序 设计上 ，本 系统 可以采用经 验设计法 ，达 到精 简程 序 的 目的 - 7 ] 。另 外 ，由于论文 篇幅原 因 。没有绘制 本系统 的外部接线 图 ， 读者可对照所 给出的 I ／ O分配表进行设计 输入接 P L C内 部工作电源 ，输出接外部负载 工作 电源 。 参考文献 [ 1 ]-r ,l 、 振 强 ，王 晖 ，孙 玉峰 ． 可编 程控 制 器原 理及 应 用 教 程 [ M]．北京清华大学出版社 ，2 0 0 8 ． [ 2 ]彭芳，施长浩 ，钟炜．基于 P L C的 气动吸盘式物料传送 装置 [ J ]．机 电工程 ，2 0 0 9 1 O 1 0 9 1 1 0 ． [ 3 ]罗麦丰，陈小祝 ，霍 大勇．西门子 S 7 2 0 0系列 P L C在 配料 生产线上的应用 J ]．微计算机信息 ，2 0 0 7 1 1 0 6 1 0 7 ． 下转第 8 1页 研 究 与 根据控 制系统的 I ／ O点数和高可靠性技术 要求 ，采用 如图 2所示 的网络结构。该配置方案不仅采用 C P U模块热 备 ．而且 主备 P L C和 H MI 采 用双 缆 Mo d b u s P l u s网络通 讯。具体有如下优点。 主 HMl 备HMl 主 l P C 各 I P C 图 2 控制系统 网络结构 1 两台配置完全相 同的控制 系统通过各 自的热 备控 制器来通讯 ，它们同步扫描 ，随时准备在主机 出现故 障时 来代替它来继续对远程 I ／ O进行控制 。该 热备系统配置 简单 、容易安装 。当外件或 电源 出现 故障 时 ，可无切 换 。 控制主机的 I ／ O状态表在每一个 扫描周期传给后备机 ，以 便随时更新 系统状态 2 根据 用户 需要 ，可 选配 具有 防 爆功 能 的 I ／ O模 块 ．极大地提高 系统运行的安全性。 3 Mo d b u s 和 M o d b u s Plu s口地址 的 自动切换可实现 主机 的透 明通讯 。不需要专门的驱动设备 。 4 所有 的 I ／ O模 块均可在不影响控制 系统正常操作 的情 况 下 带 电插 拔 。 5 在通讯失败 的情况下 ，所有离 散量 和模拟量 I ／ O 的输 出均可设 置为下述 3种状态之一 所有输 出关断 、保 持最后 的输 出值或 预定 义的输出状态 。这种 的选 择能够保 证在通讯 中断的情 况下 ，整个 系统有计划地运行。 6 数据存储器可分 为可读 写区和只读 区，消除了由 网络连接 而可能造 成的数据 损坏。 自动检查用户逻辑 ，提 高 了系统 的可靠性 和安 全性 。在控制器 出现故 障时 ，用 户 程序的可下载能力使得 系统维护相当简便 。 7 可以使用 软件来设置系统操作权限。 8 冗余 电源设计可 以使 系统在一块电源损坏时保持 运行 。 9 R I O系统 和 M o d b u s Plu s 网络均 可在 实现双缆冗 余 。可 防止电缆损坏或错误连接 导线的系统崩溃 。在 R I O 系统和 Mo d b u s Plu s网络 中使用 光纤 继 电器 ，不仅可增加 距离 ，还 可以降低 网络噪音的影响。 1 0 采用 了敷 型 涂覆 技术 ，可 大大增 加模 块 寿命 ， 同时允许 系统在恶劣的环境 中运行 。高速背板技术和光纤 可减少扫描 冲突 ，提高 了系统的安全性和快速处理能力。 5结束语 文章 以某 大型关键 机电设备控制 为对 象 ，设计了一套 高可 靠性 的控 制系统。现场调试运行证 明 ，该 系统性能指 标优 良、抗 干扰能力强 、稳定可靠 。保证 了系统在 良好的 状态下 可靠运 行 。对设 计开发类似 的生产 过程 计算机控制 系统有一定的借鉴作用。 参考文献 [ 1 ]胡友 民，杜润生，杨叔子．生产过程远程监控与诊 断技术研究 [ J ]．华中科技大学学报 自然科学版 ，2 0 0 2 4 2 0 - 2 2 ． [ 2 ]董 秀洁，苗凤 君．提高 P I C控 制系统可靠性的措施[ J ]．郑 州纺织工 学院学报 。1 9 9 8，9 3 8 0 8 2，9 4 ． 『 3 1高钦和．P L C控制 系统故障检测与 处理功能的 实现[ J ]．计 算机 自动测量与控制 ，2 0 0 0 3 l 9 2 l ，2 9 ． 作者简介 邓朝阳 ，男 ，1 9 7 8年生 ，江西南 昌人 ，大学本科 ，高 级技师 。研究领域 现代 电工技 术、P L C领 域应用。 已发表论文 6 篇。 编辑 向 飞 上接第 3 2页 [ 4 ]胡学林．可编程控制 器教程 实训篇 [ M]．北京 电子 工 业 出版 社 ．2 0 0 4． [ 5 ]彭红梅 ．特种 片材压 延生产线 配料 系统 自动化设 计 [ J ]．科 技 信 息 。2 0 0 9 3 1 1 2 2 - 1 2 2 ， 1 6 0 ． [ 6 ]许全民．熔铅炉 自动配料生产线 P L C控制 系统设 计 [ J ]．电 气传动 自动化 ，2 0 0 1 2 5 4 5 6 ． [ 7 ]宋清 ，邓捷 ．邱润才．配 方奶粉 生产线 全 自动程序化 控制 系 统的研 发 [ J ]．中国乳 业，2 0 0 6 7 4 3 - 4 3 ． [ 8 ]赵迎春．基 于 P L C的 自动化 电镀生产 线控制 系统 [ J ]．中国 高新技 术企业，2 0 0 9 5 9 1 0 ． 作者简介 罗及红 ，男 。1 9 7 0年生 ，湖南长沙人 ，硕士 ，讲师 。 研究领域 电气 自动化 。 编辑 吴智恒 [二] 口二