西門子代理商-巴中
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如果一個控制系統(tǒng)可以分解成若干個獨立的控制動作,且這些動作必須嚴格按照一定的先后次序執(zhí)行才能保證生產(chǎn)過程的正常運行,這樣的控制系統(tǒng)稱為順序控制系統(tǒng),也稱為步進控制系統(tǒng)。在工業(yè)控制領(lǐng)域中,順序控制系統(tǒng)的應(yīng)用很廣泛,尤其在機械行業(yè),幾乎無例外地都利用順序控制來實現(xiàn)加工的自動循環(huán)。
所謂順序控制設(shè)計法就是針對順序控制系統(tǒng)的一種專門的設(shè)計力法。這種設(shè)計方法很容易被初學(xué)者接受,對于有經(jīng)驗的工程師,也會提高設(shè)計的效率,程序的調(diào)試、修改和閱讀也很方便。PLC的設(shè)計者們?yōu)轫樞蚩刂葡到y(tǒng)的程序編制提供了大量通用和**的編程元件,開發(fā)了專門供編制順序控制程序用的功能表圖,使這種**的設(shè)計方法成為當前PLC程序設(shè)計的主要方法。
根據(jù)順序控制系統(tǒng)的功能要求,可以采用:①使用通用邏輯指令;②使用置位/復(fù)位(S/R)指令;③使用SCR指令等不同的方法設(shè)計出順序功能圖,然后可以很方便地將功能圖轉(zhuǎn)化為PLC的梯形圖。為了便于將順序功能圖轉(zhuǎn)化為梯形圖,一般將步的代號、轉(zhuǎn)換條件和各步的動作與命令用代表各步的編程元件的地址(如M0.1)來表示。
當系統(tǒng)處于初始狀態(tài)時,與初始步對應(yīng)的編程元件應(yīng)置為"1",而其他的編程元件應(yīng)置為“0”,因為在沒有并行序列或并行序列未處于活動狀態(tài)時,只能有一個活動步。在下面所講述的各種方法中,設(shè)程序開始時,系統(tǒng)已處于要求的初始狀態(tài)下,且其余各步的編程元件均為"0"狀態(tài),初始步的可利用初始化SM0.1脈沖來完成。
(1)使用通用邏輯指令的方法
所謂通用邏輯指令,是指與PLC的觸點和輸出線圈相關(guān)的指令,如AN、O、=等,它是PLC基本的指令。這種編程方法適用于各種型號的PLC,是順序功能圖基本的編程方法。
在順序控制中,各步是按照順序先后接通和斷開的,猶如電動機按順序地接通和斷開一樣,因此可以像處理電動機的啟動、保持、停止那樣,用典型的"啟-保-停"電路來解決順序控制的問題。
①單序列的編程 根據(jù)功能圖理論,設(shè)步 M;的前級步是活動的(即 M;-1=1),且轉(zhuǎn)換條件成立(即I;=1),步M,應(yīng)變?yōu)榛顒硬?。如果將M,視為電動機,而M,=1和I:視為其啟動開關(guān),則M,的啟動電路由M,=1和I/的常開觸點串接而成(如圖5-16所示)。I:一般為非存儲型觸點,所以還要用M,的常開觸點實現(xiàn)自鎖。同樣,當M,的后續(xù)步M; 1變?yōu)榛顒硬綍r,M應(yīng)變?yōu)殪o態(tài)步,因此應(yīng)將M, 1的常閉觸點與M,的線圈串聯(lián)。下面以沖床動力頭進給運動控制為例來介紹單序列的編程。
a.沖床動力頭進給運動示意圖。某**沖床動力頭的進給運動示意圖如圖5-17所示。系統(tǒng)的一個周期分為快進、工進和快退3步。另外還設(shè)置有一個等待啟動的初始步。動力頭初始狀態(tài)停留在左邊,限位開關(guān)I0.1狀態(tài)為1。啟動按鈕為I0.0,Q0.0~Q0.2控制3個電磁閥,這3個電磁閥依次控制快進、工進和快退3步。按下啟動按鈕,動力頭的運動如圖5-17所示,工作一個循環(huán)后,動力頭返回并停留在初始位置。該案例用通用邏輯指令,置位/復(fù)位(S/R)指令和順序控制SCR指令等三種方法都能編程。
b.使用通用邏輯指令實現(xiàn)的沖床動力頭進給運動控制功能圖和梯形圖。由沖床動力頭的進給運動示意圖可畫出系統(tǒng)的功能圖如圖5-18(a)所示;根據(jù)功能圖和"基本電路"可以很容易地得到系統(tǒng)的梯形圖如圖5-18(b)所示。
對于步 M0.0,設(shè)M,= M0.0,由功能圖可知,M;=1=M0.3,I;=10.1,M; 1=MO.1,所以將 MO.3和10.1的常開觸點串聯(lián)作為 M0.0的啟動電路。在啟動電路中還并聯(lián)了MO.0的自保持觸點。后續(xù)步 M0.1 的常閉觸點串入 M0.0 的線圈,M0.1 接通時 M0.0 斷開。在PLC開始運行時應(yīng)將M0.0置為1,否則系統(tǒng)無法工作,因此把僅在個掃描周期接通的SM0.1的常開觸點與上述電路并聯(lián)。
在功能圖中,步劃分的依據(jù)是輸出量的變化,因此步與輸出量的關(guān)系也較為簡單。如果某一輸出量僅在某一步中有輸出,例如Q0.2僅在步 M0.3中輸出,此時可以將其線圈與對應(yīng)步的存儲器位 M0.3 的線圈并聯(lián)。而在幾步中有同一輸出時,例如 Q0.1在步 M0.1 和M0.2中均輸出,為避免雙線圈輸出,采用M0.1和M0.2的常開觸點并聯(lián)后驅(qū)動Q0.1.
②選擇序列的編程 選擇序列編程的關(guān)鍵在于對其分支和合并的處理,轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則是設(shè)計復(fù)雜系統(tǒng)梯形圖的基本規(guī)則。下面以自動門控制系統(tǒng)為例介紹選擇序列中的分支與合并編程。
a.自動門控制系統(tǒng)的順序功能圖和梯形圖。自動門控制系統(tǒng)的順序功能圖和梯形圖如圖5-19所示。
圖5-19(a)是自動門控制系統(tǒng)的順序功能圖。當人靠近自動門時,感應(yīng)器I0.0為ON,Q0.0變?yōu)镺N,驅(qū)動電動機正轉(zhuǎn)高速開門,碰到開門減速開關(guān)I0.1時,Q0.1變?yōu)镺N,減速開門。碰到開門限開關(guān)10.2時電動機停轉(zhuǎn),開始延時。若在1s內(nèi)感應(yīng)器檢測到無人,Q0.2變?yōu)镺N,啟動電動機反轉(zhuǎn)高速關(guān)門。碰到關(guān)門減速開關(guān)I0.3時,Q0.3變?yōu)镺N,改為減速關(guān)門,碰到關(guān)門限開關(guān)10.4時電動機停轉(zhuǎn)。在關(guān)門期間若感應(yīng)器檢測到有人停止關(guān)門,T38延時1s后自動轉(zhuǎn)換為高速開門。
b.自動門控制系統(tǒng)的編程。將選擇序列順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖程序,其編程重點是對分支與合并的處理,同樣既可用通用邏輯指令編程,也可用置位/復(fù)位(S/R)指令和順序控制SCR指令編程。這里先用通用邏輯指令編程。
(a)分支的編程。如果某一步的后面是一個由N條分支組成的選擇序列,該步可能轉(zhuǎn)到不同的N步中去,應(yīng)將這N個后續(xù)步對應(yīng)的內(nèi)部標志位存儲器的常閉觸點與該步的線圈串聯(lián),作為結(jié)束該步的條件。
在圖5-19(a)中,步M0.4之后是一個選擇序列的分支,當它的后續(xù)步 M0.5或 M0.6 變?yōu)榛顒硬綍r,它應(yīng)變?yōu)椴换顒硬?。所以需?M0.5 和 M0.6 的常閉觸點與 M0.4 的線圈串聯(lián)。同樣MO.5之后也是一個選擇序列的分支,處理方法同M0.4,如圖5-19(b)所示。(b)合并的編程。對于選擇序列的合并,如果某一步之前有N個轉(zhuǎn)換(即有N條分支在該步之前合并后進入該步),則代表該步的內(nèi)部標志位存儲器M的啟動電路由N條支路并列而成,各支路由某一前級步對應(yīng)的內(nèi)部標志位存儲器的常開觸點與相應(yīng)轉(zhuǎn)換條件對應(yīng)的觸點或電路串聯(lián)而成。
在圖5-19(a)中,步 M0.1之前有一個選擇序列的合并,當步 M0.0為活動步并且轉(zhuǎn)換條件10.0滿足,或者 M0.6為活動步并且轉(zhuǎn)換條件T38滿足時,步 M0.1都應(yīng)變?yōu)榛顒硬?,即控制MO.1的“啟動-保持-停止”電路的啟動條件應(yīng)為M0.0和I0.0的常開觸點串聯(lián)電路與 M0.6 和 T38 的常開觸點串聯(lián)電路進行并聯(lián),如圖 5-19(b)所示。
③并行序列的編程 并行序列編程與選擇序列編程相類似,其關(guān)鍵也是對其分支和合并的處理。下面以**鉆床部分控制程序為例介紹并行序列中的分支與合并編程。
a.**鉆床部分控制的順序功能圖和梯形圖如圖5-20所示。
b.**鉆床部分控制的編程。將并行序列順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖程序與選擇序列相同,其編程重點也是對分支與合并的處理,同樣既可用通用邏輯指令編程,也可用置位/復(fù)位(S/R)指令和順序控制SCR指令編程。這里先用通用邏輯指令編程。
(a)分支的編程。某并行序列某一步M的后而有N條分支,如果轉(zhuǎn)換條件成立,并行序列中各單序列中的步應(yīng)同時變?yōu)榛顒硬剑瑢刂七@些步的"啟動-保持-停止"電路使
用相同的啟動電路。要實現(xiàn)這一要求,只需將N個后續(xù)步對應(yīng)的軟繼電器的常閉觸點中的任意一個與 M,的線圈串聯(lián),作為結(jié)束步 M,的條件。
在圖5-20(a)中,M0.2之后有一個并行序列的分支,當步M0.2為活動步,并且轉(zhuǎn)換條件11.0=1時,步 M0.3和步 M0.5同時變?yōu)榛顒硬?,?M0.2和I1.0 的常開觸點串聯(lián)電路同時作為控制步 M0.3和步 M0.5 的啟動電路,如圖5-20(b)所示。
(b)合并的編程。當并行序列合并時,只有當各并行序列的后一步都是活動步,且轉(zhuǎn)換條件成立時,才能完成并行序列的合并。因此合并后的步的啟動電路應(yīng)由 N 條并聯(lián)支路中后一級步的軟繼電器的常開觸點與相應(yīng)轉(zhuǎn)換條件對應(yīng)的電路串聯(lián)而成。而合并后的步的常閉觸點分別作為各并行序列的后一步斷開的條件。
在5-20(a)中,步 M0.7之前有一個并行序列的合并,該轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件是所有的前級步(即步 M0.4和步 M0.6)都是活動步且轉(zhuǎn)換條件11.3=1滿足。由此可知,應(yīng)將 M0.4、M0.6和I1.3的常開觸點串聯(lián),作為控制步M0.7的啟動電路,如圖5-20(b)所示。
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