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PLC在自動(dòng)模切壓痕機(jī)上的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
閱讀：5441 發(fā)布時(shí)間：2011-5-13
在采用PLC對(duì)自動(dòng)模切壓痕機(jī)等包類機(jī)械實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制的系統(tǒng)中，像經(jīng)典的繼電-接觸器控制系統(tǒng)中的大部分聯(lián)鎖控制都可轉(zhuǎn)移到PLC中實(shí)現(xiàn)，繼電-接觸器控制系統(tǒng)大大地簡(jiǎn)化，成為只含有一些必要的電氣聯(lián)鎖的MCC（MotorControlCentre）系統(tǒng)，成為PLC系統(tǒng)指令的有條件的執(zhí)行者。
應(yīng)保留繼電－接觸器的聯(lián)鎖
在PLC與繼電－接觸器系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)中，這種聯(lián)鎖主要是指重要的安全聯(lián)鎖，包括人身安全和設(shè)備安全兩方面。從人身安全的角度出發(fā)，應(yīng)保留一些對(duì)人身安全至關(guān)重要的聯(lián)鎖，如事故開關(guān)、緊急停機(jī)裝置等，這些開關(guān)一般要求采用非半導(dǎo)體的機(jī)電元件組成。從設(shè)備安全的角度出發(fā)，往往需要保留一些重要的極限開關(guān)和保護(hù)手段。
PLC和MCC系統(tǒng)的接口
PLC和MCC系統(tǒng)的接口方法常見的有兩種：一種是采用繼電器隔離的方法，一種是PLC直接接受MCC系統(tǒng)的信號(hào)，并且由PLC直接驅(qū)動(dòng)MCC中的接觸器的方法。
采用*種方法時(shí)，進(jìn)人PLC的信號(hào)要先經(jīng)過光電隔離繼電器，再由其觸點(diǎn)接入PLC的輸入模板。PLC的輸出信號(hào)也是動(dòng)繼電器線圈，然后再由繼電器的觸點(diǎn)參與MCC的聯(lián)鎖控制。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：方便了PLC模板的選取，從而有可能降低PLC的造價(jià)，基本上清除了外部強(qiáng)電侵入PLC的可能性，有效地保證了PLC系統(tǒng)的運(yùn)行安全。其缺點(diǎn)是增加了大量的繼電器，從而增加了可能的新故障點(diǎn)。在實(shí)用中，應(yīng)選用高質(zhì)量的繼電器，選用帶有能指示吸合動(dòng)作的發(fā)光器件的繼電器。采用PLC和MCC系統(tǒng)直接接口的方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單明了，整個(gè)控制系統(tǒng)的故障點(diǎn)少。缺點(diǎn)是系統(tǒng)的安全性不如*種方法高。
工程實(shí)踐中，兩種方法應(yīng)用都很廣泛，而且很多系統(tǒng)中兩種方法兼而有之。選取接口要視環(huán)境和具體條件、元件水平等靈活考慮決定。
在采用PLC對(duì)自動(dòng)模切壓痕機(jī)等包類機(jī)械實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制的系統(tǒng)中，像經(jīng)典的繼電-接觸器控制系統(tǒng)中的大部分聯(lián)鎖控制都可轉(zhuǎn)移到PLC中實(shí)現(xiàn)，繼電-接觸器控制系統(tǒng)大大地簡(jiǎn)化，成為只含有一些必要的電氣聯(lián)鎖的MCC（MotorControlCentre）系統(tǒng)，成為PLC系統(tǒng)指令的有條件的執(zhí)行者。
應(yīng)保留繼電－接觸器的聯(lián)鎖
在PLC與繼電－接觸器系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)中，這種聯(lián)鎖主要是指重要的安全聯(lián)鎖，包括人身安全和設(shè)備安全兩方面。從人身安全的角度出發(fā)，應(yīng)保留一些對(duì)人身安全至關(guān)重要的聯(lián)鎖，如事故開關(guān)、緊急停機(jī)裝置等，這些開關(guān)一般要求采用非半導(dǎo)體的機(jī)電元件組成。從設(shè)備安全的角度出發(fā)，往往需要保留一些重要的極限開關(guān)和保護(hù)手段。
PLC和MCC系統(tǒng)的接口
PLC和MCC系統(tǒng)的接口方法常見的有兩種：一種是采用繼電器隔離的方法，一種是PLC直接接受MCC系統(tǒng)的信號(hào)，并且由PLC直接驅(qū)動(dòng)MCC中的接觸器的方法。
采用*種方法時(shí)，進(jìn)人PLC的信號(hào)要先經(jīng)過光電隔離繼電器，再由其觸點(diǎn)接入PLC的輸入模板。PLC的輸出信號(hào)也是動(dòng)繼電器線圈，然后再由繼電器的觸點(diǎn)參與MCC的聯(lián)鎖控制。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：方便了PLC模板的選取，從而有可能降低PLC的造價(jià)，基本上清除了外部強(qiáng)電侵入PLC的可能性，有效地保證了PLC系統(tǒng)的運(yùn)行安全。其缺點(diǎn)是增加了大量的繼電器，從而增加了可能的新故障點(diǎn)。在實(shí)用中，應(yīng)選用高質(zhì)量的繼電器，選用帶有能指示吸合動(dòng)作的發(fā)光器件的繼電器。采用PLC和MCC系統(tǒng)直接接口的方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單明了，整個(gè)控制系統(tǒng)的故障點(diǎn)少。缺點(diǎn)是系統(tǒng)的安全性不如*種方法高。
工程實(shí)踐中，兩種方法應(yīng)用都很廣泛，而且很多系統(tǒng)中兩種方法兼而有之。選取接口要視環(huán)境和具體條件、元件水平等靈活考慮決定。
1．人為誤操作
1）手指顫動(dòng)造成失誤解決的方法是使用微分指令DIFU（13）來(lái)檢索按鈕送人電信號(hào)的上升沿，在一個(gè)執(zhí)行周期里PLC只執(zhí)行一次，從而避免些類誤操作的發(fā)生，如圖1中，00005為高壓泵停止按鈕，HR0005為低壓泵起動(dòng)標(biāo)志位。當(dāng)按下低壓泵起動(dòng)按鈕00003時(shí)，信號(hào)轉(zhuǎn)化為微分指令HR0005，HR0005在一個(gè)程序掃描周期里，只接收一個(gè)上升沿脈沖，從而過濾掉由于手指顫動(dòng)產(chǎn)生多余的脈沖，保證定時(shí)器TIM000正常延時(shí)1min，確保高壓泵按時(shí)起動(dòng)。
2）無(wú)意誤操作解決的方法有兩種。一是通過程序來(lái)優(yōu)化顯示功能，減少人為失誤，在設(shè)計(jì)中使用一個(gè)指示燈來(lái)顯示各種不同的工作狀態(tài)平光—顯示系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)高頻閃光——顯示系統(tǒng)處于試驗(yàn)狀態(tài)，每1s閃1次；低頻閃光——顯示系統(tǒng)處于步進(jìn)狀態(tài)，每3s閃1次。二是通過輸入信號(hào)之間的聯(lián)鎖，這種方法工作量大，考慮要全面，否則也會(huì)出現(xiàn)輸入信號(hào)相互干擾，起反作用。圖2是簡(jiǎn)化的梯形圖，00003為1號(hào)低壓泵起動(dòng)按鈕；00005為2號(hào)低壓泵起動(dòng)按鈕；HR0400為1號(hào)主機(jī)停止24h后標(biāo)志；HR0401為2號(hào)主機(jī)停止24h后標(biāo)志。
2.系統(tǒng)本身產(chǎn)生的失誤
由于PLC輸人信號(hào)來(lái)源復(fù)雜，目PLC的動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于繼電接觸控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，因而在繼電接觸控制系統(tǒng)中不太引起注意的觸點(diǎn)瞬間跳動(dòng)問題，將會(huì)在PLC控制系統(tǒng)中產(chǎn)生誤操作。為此程序中加入了干擾濾除程序，見圖3。
TIM000用于消除00104接點(diǎn)斷開時(shí)，因機(jī)械振動(dòng)影響出現(xiàn)的瞬間閉合，TIM001用于消除00104接點(diǎn)閉合時(shí)，因跳動(dòng)與受干擾的影響出現(xiàn)的瞬間斷開。CNT020用于保持輸人的信號(hào)。HR0410、HR0411為相關(guān)的運(yùn)行設(shè)備。
當(dāng)00104（油位下限開關(guān)）斷開后，由于以上原因造成00104瞬間閉合，起動(dòng)定時(shí)器TIM000，如果在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，00104斷開，則系統(tǒng)判定此次閉合為誤動(dòng)作，不執(zhí)行以下程序；若00104在設(shè)定時(shí)間內(nèi)仍為閉合，由系統(tǒng)判定此次閉合為正常的命令，通過計(jì)數(shù)器CNT020保持輸入的信號(hào)，起動(dòng)相關(guān)的運(yùn)行設(shè)備；當(dāng)00104閉合后，由于以上原因造成00104瞬間斷開，方法同上，TIM000、TIM001的時(shí)間設(shè)定為#0002（0.2s），它不會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)有什么影響。一般來(lái)講TIM000,TIM001時(shí)間的設(shè)定值是按輸入繼電器可靠吸合后立即斷開這一過程的時(shí)間考慮的，約0.2～0.5s，在此范圍內(nèi)都可以達(dá)到消除觸點(diǎn)跳動(dòng)干擾的目的。如果時(shí)間設(shè)定值過大，將使系統(tǒng)動(dòng)作延遲；太小，則收不到濾除干擾的效果。
應(yīng)保留繼電－接觸器的聯(lián)鎖
在PLC與繼電－接觸器系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)中，這種聯(lián)鎖主要是指重要的安全聯(lián)鎖，包括人身安全和設(shè)備安全兩方面。從人身安全的角度出發(fā)，應(yīng)保留一些對(duì)人身安全至關(guān)重要的聯(lián)鎖，如事故開關(guān)、緊急停機(jī)裝置等，這些開關(guān)一般要求采用非半導(dǎo)體的機(jī)電元件組成。從設(shè)備安全的角度出發(fā)，往往需要保留一些重要的極限開關(guān)和保護(hù)手段。
PLC和MCC系統(tǒng)的接口
PLC和MCC系統(tǒng)的接口方法常見的有兩種：一種是采用繼電器隔離的方法，一種是PLC直接接受MCC系統(tǒng)的信號(hào)，并且由PLC直接驅(qū)動(dòng)MCC中的接觸器的方法。
采用*種方法時(shí)，進(jìn)人PLC的信號(hào)要先經(jīng)過光電隔離繼電器，再由其觸點(diǎn)接入PLC的輸入模板。PLC的輸出信號(hào)也是動(dòng)繼電器線圈，然后再由繼電器的觸點(diǎn)參與MCC的聯(lián)鎖控制。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：方便了PLC模板的選取，從而有可能降低PLC的造價(jià)，基本上清除了外部強(qiáng)電侵入PLC的可能性，有效地保證了PLC系統(tǒng)的運(yùn)行安全。其缺點(diǎn)是增加了大量的繼電器，從而增加了可能的新故障點(diǎn)。在實(shí)用中，應(yīng)選用高質(zhì)量的繼電器，選用帶有能指示吸合動(dòng)作的發(fā)光器件的繼電器。采用PLC和MCC系統(tǒng)直接接口的方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單明了，整個(gè)控制系統(tǒng)的故障點(diǎn)少。缺點(diǎn)是系統(tǒng)的安全性不如*種方法高。
工程實(shí)踐中，兩種方法應(yīng)用都很廣泛，而且很多系統(tǒng)中兩種方法兼而有之。選取接口要視環(huán)境和具體條件、元件水平等靈活考慮決定。
在采用PLC對(duì)自動(dòng)模切壓痕機(jī)等包類機(jī)械實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制的系統(tǒng)中，像經(jīng)典的繼電-接觸器控制系統(tǒng)中的大部分聯(lián)鎖控制都可轉(zhuǎn)移到PLC中實(shí)現(xiàn)，繼電-接觸器控制系統(tǒng)大大地簡(jiǎn)化，成為只含有一些必要的電氣聯(lián)鎖的MCC（MotorControlCentre）系統(tǒng)，成為PLC系統(tǒng)指令的有條件的執(zhí)行者。
應(yīng)保留繼電－接觸器的聯(lián)鎖
在PLC與繼電－接觸器系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)中，這種聯(lián)鎖主要是指重要的安全聯(lián)鎖，包括人身安全和設(shè)備安全兩方面。從人身安全的角度出發(fā)，應(yīng)保留一些對(duì)人身安全至關(guān)重要的聯(lián)鎖，如事故開關(guān)、緊急停機(jī)裝置等，這些開關(guān)一般要求采用非半導(dǎo)體的機(jī)電元件組成。從設(shè)備安全的角度出發(fā)，往往需要保留一些重要的極限開關(guān)和保護(hù)手段。
PLC和MCC系統(tǒng)的接口
PLC和MCC系統(tǒng)的接口方法常見的有兩種：一種是采用繼電器隔離的方法，一種是PLC直接接受MCC系統(tǒng)的信號(hào)，并且由PLC直接驅(qū)動(dòng)MCC中的接觸器的方法。
采用*種方法時(shí)，進(jìn)人PLC的信號(hào)要先經(jīng)過光電隔離繼電器，再由其觸點(diǎn)接入PLC的輸入模板。PLC的輸出信號(hào)也是動(dòng)繼電器線圈，然后再由繼電器的觸點(diǎn)參與MCC的聯(lián)鎖控制。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：方便了PLC模板的選取，從而有可能降低PLC的造價(jià)，基本上清除了外部強(qiáng)電侵入PLC的可能性，有效地保證了PLC系統(tǒng)的運(yùn)行安全。其缺點(diǎn)是增加了大量的繼電器，從而增加了可能的新故障點(diǎn)。在實(shí)用中，應(yīng)選用高質(zhì)量的繼電器，選用帶有能指示吸合動(dòng)作的發(fā)光器件的繼電器。采用PLC和MCC系統(tǒng)直接接口的方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單明了，整個(gè)控制系統(tǒng)的故障點(diǎn)少。缺點(diǎn)是系統(tǒng)的安全性不如*種方法高。
工程實(shí)踐中，兩種方法應(yīng)用都很廣泛，而且很多系統(tǒng)中兩種方法兼而有之。選取接口要視環(huán)境和具體條件、元件水平等靈活考慮決定。
1．人為誤操作
1）手指顫動(dòng)造成失誤解決的方法是使用微分指令DIFU（13）來(lái)檢索按鈕送人電信號(hào)的上升沿，在一個(gè)執(zhí)行周期里PLC只執(zhí)行一次，從而避免些類誤操作的發(fā)生，如圖1中，00005為高壓泵停止按鈕，HR0005為低壓泵起動(dòng)標(biāo)志位。當(dāng)按下低壓泵起動(dòng)按鈕00003時(shí)，信號(hào)轉(zhuǎn)化為微分指令HR0005，HR0005在一個(gè)程序掃描周期里，只接收一個(gè)上升沿脈沖，從而過濾掉由于手指顫動(dòng)產(chǎn)生多余的脈沖，保證定時(shí)器TIM000正常延時(shí)1min，確保高壓泵按時(shí)起動(dòng)。
2）無(wú)意誤操作解決的方法有兩種。一是通過程序來(lái)優(yōu)化顯示功能，減少人為失誤，在設(shè)計(jì)中使用一個(gè)指示燈來(lái)顯示各種不同的工作狀態(tài)平光—顯示系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)高頻閃光——顯示系統(tǒng)處于試驗(yàn)狀態(tài)，每1s閃1次；低頻閃光——顯示系統(tǒng)處于步進(jìn)狀態(tài)，每3s閃1次。二是通過輸入信號(hào)之間的聯(lián)鎖，這種方法工作量大，考慮要全面，否則也會(huì)出現(xiàn)輸入信號(hào)相互干擾，起反作用。圖2是簡(jiǎn)化的梯形圖，00003為1號(hào)低壓泵起動(dòng)按鈕；00005為2號(hào)低壓泵起動(dòng)按鈕；HR0400為1號(hào)主機(jī)停止24h后標(biāo)志；HR0401為2號(hào)主機(jī)停止24h后標(biāo)志。
2.系統(tǒng)本身產(chǎn)生的失誤
由于PLC輸人信號(hào)來(lái)源復(fù)雜，目PLC的動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于繼電接觸控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，因而在繼電接觸控制系統(tǒng)中不太引起注意的觸點(diǎn)瞬間跳動(dòng)問題，將會(huì)在PLC控制系統(tǒng)中產(chǎn)生誤操作。為此程序中加入了干擾濾除程序，見圖3。
TIM000用于消除00104接點(diǎn)斷開時(shí)，因機(jī)械振動(dòng)影響出現(xiàn)的瞬間閉合，TIM001用于消除00104接點(diǎn)閉合時(shí)，因跳動(dòng)與受干擾的影響出現(xiàn)的瞬間斷開。CNT020用于保持輸人的信號(hào)。HR0410、HR0411為相關(guān)的運(yùn)行設(shè)備。
當(dāng)00104（油位下限開關(guān)）斷開后，由于以上原因造成00104瞬間閉合，起動(dòng)定時(shí)器TIM000，如果在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，00104斷開，則系統(tǒng)判定此次閉合為誤動(dòng)作，不執(zhí)行以下程序；若00104在設(shè)定時(shí)間內(nèi)仍為閉合，由系統(tǒng)判定此次閉合為正常的命令，通過計(jì)數(shù)器CNT020保持輸入的信號(hào)，起動(dòng)相關(guān)的運(yùn)行設(shè)備；當(dāng)00104閉合后，由于以上原因造成00104瞬間斷開，方法同上，TIM000、TIM001的時(shí)間設(shè)定為#0002（0.2s），它不會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)有什么影響。一般來(lái)講TIM000,TIM001時(shí)間的設(shè)定值是按輸入繼電器可靠吸合后立即斷開這一過程的時(shí)間考慮的，約0.2～0.5s，在此范圍內(nèi)都可以達(dá)到消除觸點(diǎn)跳動(dòng)干擾的目的。如果時(shí)間設(shè)定值過大，將使系統(tǒng)動(dòng)作延遲；太小，則收不到濾除干擾的效果。