第一篇：PLC在銑床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC在銑床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

謝保雞

摘要：介紹用PLC取代X62W萬能銑床的繼電器控制電路，闡述了PLC的設(shè)計(jì)方案；根據(jù)控制要求，確定PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，進(jìn)行PLC型號(hào)選擇，對(duì)I/O地址進(jìn)行了分配，并畫出了I/O接線圖；根據(jù)控制原理，畫出了梯形圖。

關(guān)鍵詞：可編程控制器(PLC)；銑床；控制；

1引言

PLC是將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的產(chǎn)品，它具有高可靠性、編程簡單、體積小功耗低等優(yōu)點(diǎn)，在短短的幾十年里得到了迅猛發(fā)展，已成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一目前，部分中小型企業(yè)及高校仍廣泛使用傳統(tǒng)的繼電器控制機(jī)床，這些機(jī)床經(jīng)歷了比較長的歷史，雖然它能在一定范圍內(nèi)滿足單機(jī)和自動(dòng)生產(chǎn)線的需要，但由于它的電控系統(tǒng)是以繼電器、接觸器的硬連接為基礎(chǔ)的，技術(shù)上比較落后，特別是其觸點(diǎn)的可靠性問題，直接影響了產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。而用PLC對(duì)它進(jìn)行技術(shù)改造，便能取得很好的效果。X62W銑床的電氣控制要求

圖1是X62W銑床控制系統(tǒng)的主電路圖，其中M1是主軸電動(dòng)機(jī)，M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，M3為進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，F(xiàn)R1—FR3為熱繼電器，F(xiàn)U為熔斷器。

具體控制要求如下：

(1)主軸電動(dòng)機(jī)M1采取空載直接起動(dòng)，且要求實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制，但由于銑床在加工過程中主軸方向的改變并不頻繁，因此采用了電源相序轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3來實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)。

(2)為防止銑削時(shí)，系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)，在主軸傳動(dòng)系統(tǒng)中裝有慣性輪，但在高速切削后，停車很費(fèi)時(shí)間，故采用電磁離合器YC1制動(dòng)。

(3)工作臺(tái)的縱向、橫向和垂直三個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M 3拖動(dòng)，三個(gè)方向的選擇由操縱手柄改變傳動(dòng)鏈來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)方向有正、反向運(yùn)動(dòng)。要求M3能正、反轉(zhuǎn)，同時(shí)，一個(gè)時(shí)刻只允許工作臺(tái)向一個(gè)方向移動(dòng)，所以三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)之間應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置。

(4)為了防止刀具和機(jī)床的損壞，要求只有主軸旋轉(zhuǎn)后，才允許有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而為了減小加工件表面的粗糙度，停車時(shí)要求先停進(jìn)給，然后停主軸。但由于主軸本身具有慣性，因此可 以采用主軸和進(jìn)給同時(shí)停止的方式。

(5)主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用變速盤來進(jìn)行速度選擇，為保證變速時(shí)齒輪進(jìn)入良好的嚙合狀態(tài)，兩種運(yùn)動(dòng)都要求變速時(shí)電機(jī)作瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)。

(6)為操作方便，主軸電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與停止，工作臺(tái)快速移動(dòng)均采用兩地控制。

(7)冷卻泵由電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)，只要求實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)控制。

(8)為了加工螺旋槽，在X62W銑床上安裝了圓工作臺(tái)，但要求圓工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)與工作臺(tái)的上下、左右及前后進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間有聯(lián)鎖保護(hù)裝置。PLC控制電路

3.1 I/O地址分配、機(jī)型選擇及I/O端口接線圖為實(shí)現(xiàn)上述銑床的控制要求，現(xiàn)選擇三菱公司生產(chǎn)的FX2N－48MR型PLC，其I/O地址分配如附表所示。

圖2是X62W銑床的PLC輸入輸出接線圖，需注意的是，圖中對(duì)輸入的常閉觸點(diǎn)進(jìn)行了處理，即常閉按鈕改用常開按鈕，熱繼電器的常閉觸點(diǎn)改用了常開觸點(diǎn)。

3.2 PLC梯形圖

圖3是X62W銑床的PLC梯形圖，其中，回路6控制主軸起動(dòng)和變速，回路7控制主軸制動(dòng)，回路11控制工作臺(tái)分別作縱向、橫向、垂直、變速等運(yùn)動(dòng)以及圓盤運(yùn)動(dòng)，回路8控制工作臺(tái)快速進(jìn)給。PLC梯形圖控制分析

4.1主軸控制電路分析(1)主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)

起動(dòng)前先合上電源開關(guān)QF，再把主軸轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3扳到所需的旋轉(zhuǎn)方向，然后按起動(dòng)按鈕SB1（或SB2)，X0（或X1)閉合，Y0得電，KM1工作，主軸電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2)主軸電動(dòng)機(jī)的停車制動(dòng)

按主軸停止按鈕SB5（或SB6)，這時(shí)X4（或X5)常閉斷開，M5失電，Y0失電，KM1斷開，主軸電動(dòng)機(jī)失電作慣性運(yùn)動(dòng)，接著X4（或X5)常開閉合，Y3得電，電磁離合器YC1工作，對(duì)主軸進(jìn)行制動(dòng)，待主軸停車后，松開SB5（或SB6)。

(3)主軸換銑刀控制

SA1是主軸換銑刀開關(guān)，需換刀時(shí)，將SA1扳到“換刀”位置，這時(shí)X14常閉斷開，使Y0失電，KM1斷開，主軸電動(dòng)機(jī)失電作慣性運(yùn)動(dòng)，接著X14常開閉合，Y3得電，電磁離合器YC1得電工作，對(duì)主軸進(jìn)行制動(dòng)，使機(jī)床無法運(yùn)行，保證了人身安全。(4)主軸變速?zèng)_動(dòng)控制

主軸變速時(shí)的沖動(dòng)控制是利用變速手柄與沖動(dòng)行程開關(guān)SQ1，通過機(jī)械上的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，變速時(shí)，扳操縱手柄使SQ1動(dòng)作，這時(shí)X6常閉斷開（斷開自鎖回路)，X6常開閉合，使Y0得電，KM1工作，主軸電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。

4.2進(jìn)給控制電路分析

轉(zhuǎn)換開關(guān)S A 2是控制圓工作臺(tái)的，在不需要圓工作臺(tái)工作時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到“斷開”位置。此時(shí)，X15常閉閉合，常開斷開；當(dāng)需要圓工作臺(tái)工作時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到“接通”位置，此時(shí)X15常閉斷開，常開閉合。(1)工作臺(tái)左（右)控制

主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，將操縱手柄向左（右)扳，其聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)壓動(dòng)位置開關(guān)SQ5（SQ6)，使X12（X13)常閉斷開（聯(lián)鎖保護(hù))，X12（X13)常開閉合，Y1（Y2)得電，KM2（KM3)工作，進(jìn) 給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正（反)轉(zhuǎn)，通過相應(yīng)傳動(dòng)裝置拖動(dòng)工作臺(tái)向左（右)運(yùn)動(dòng)。(2)工作臺(tái)下、前（上、后)控制

主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，將操縱手柄分別向下、前（上、后)扳，其聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)壓動(dòng)位置開關(guān)SQ3（SQ4)，使X10（X11)常閉斷開（聯(lián)鎖保護(hù))，X10（X11)常開閉合，Y1（Y2)得電，KM2（KM3)工作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正（反)轉(zhuǎn)，通過相應(yīng)傳動(dòng)裝置拖動(dòng)工作臺(tái)向下、前（上、后)運(yùn)動(dòng)。(3)進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)控制

與主軸變速原理一樣，變速時(shí)只需將變速盤往外拉，使進(jìn)給齒輪松開，待轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤選擇好速度后，將變速盤向里推，在推進(jìn)時(shí)，檔塊壓動(dòng)位置開關(guān)SQ2，使X7常閉斷開（斷開自鎖回路)，X7常開閉合，Y1得電，KM2工作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。(4)工作臺(tái)快速移動(dòng)控制

按下快速點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3（或SB4)，X2（或X3)接通，M9得電，它的一個(gè)常開觸點(diǎn)接通進(jìn)給控制電路，另一個(gè)則接通快速進(jìn)給電磁離合器YC3，常閉觸點(diǎn)切斷正常進(jìn)給電磁離合器YC2，讓工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給。松開SB3（或SB4)，X2（或X3)斷開，M9失電，此時(shí)YC3失電，YC2得電，工作臺(tái)快速移動(dòng)停止，仍按原方向作正常進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(5)圓工作臺(tái)的控制

當(dāng)需要加工螺旋槽時(shí)，應(yīng)將工件安裝在圓工作臺(tái)上，調(diào)整好銑刀和工件之間的位置，主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，將開關(guān)SA2扳到“接通”位置，X15常閉斷開（聯(lián)鎖保護(hù))，X15常開閉合，Y得電，KM2工作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)通過相應(yīng)傳動(dòng)裝置拖動(dòng)圓工作臺(tái)開始工作值得注意的是，當(dāng)圓工作臺(tái)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，既不要求調(diào)速，也不要求反轉(zhuǎn)

5結(jié)束語

用PLC改造后的X62W銑床通過實(shí)際使用，生產(chǎn)效率得到了很大提高并能很好的保證其加工精度，自運(yùn)行以來，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，完全滿足生產(chǎn)工藝的要求，對(duì)同類設(shè)備的技術(shù) 改造有較大的參考價(jià)值。參考文獻(xiàn)：

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第二篇：基于三菱PLC的雙面銑床控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

基于三菱PLC的雙面銑床控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

摘 要：采用三菱PLC對(duì)雙面銑床進(jìn)行技術(shù)改造，針對(duì)雙面銑床的控制要求，給出兩種程序設(shè)計(jì)方案，并簡單分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，PLC的應(yīng)用不但大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和抗干擾能力，降低了設(shè)計(jì)運(yùn)行的故障率，同時(shí)給設(shè)計(jì)維護(hù)帶來極大的便利，對(duì)同類設(shè)備的技術(shù)改造有較大的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：PLC；銑床；工作方式；IST

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.012

PLC的全稱是Programmable Logic Controller（可編程控制器），剛引入國內(nèi)時(shí)，曾簡稱為PC。后來，IBM-PC獲得廣泛應(yīng)用，PC成了個(gè)人電腦的代名詞，才改為PLC。PLC是一種智能產(chǎn)品，是在電器控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。國際電工委員會(huì)（IEC）于1987年頒布了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿，明確強(qiáng)調(diào)了PLC直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、搞干擾能力強(qiáng)，編程簡單等特點(diǎn)。在工業(yè)領(lǐng)域中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用已成為世界潮流。

在傳統(tǒng)的機(jī)床控制系統(tǒng)中，都是采用繼電器――接觸器等元器件組成的硬件邏輯控制電路，在PLC出現(xiàn)之前，一直占主導(dǎo)地位，應(yīng)用廣泛。但是電氣控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點(diǎn)，特別是其接線復(fù)雜，工藝難度高，不易更改，對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性也差，所以用PLC控制取代傳統(tǒng)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)是機(jī)床控制發(fā)展的主要趨勢。它可以完美的解決傳統(tǒng)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的可靠性、柔性、開發(fā)周期、故障自診斷等問題。

銑床作為機(jī)械加工的通用設(shè)備，在汽車等配件生產(chǎn)加工中起著不可替代的作用。而雙面銑床由于兩面可同時(shí)加工，加工效率高，應(yīng)用更為廣泛，本文主要進(jìn)行雙面銑床的PLC控制程序設(shè)計(jì)。雙面銑床控制系統(tǒng)控制要求

工作臺(tái)來回往返運(yùn)動(dòng)由液壓驅(qū)動(dòng)，工作臺(tái)速度和方向由限位開關(guān)SQ1―SQ3控制。工作臺(tái)與主軸循環(huán)工作過程為：工作臺(tái)啟動(dòng)――向右快進(jìn)（左動(dòng)力頭）――減速工進(jìn)，同時(shí)主軸啟動(dòng)，加工結(jié)束――停止工進(jìn)，主軸延時(shí)10S停轉(zhuǎn)――工作臺(tái)向左快退回原位――進(jìn)入下一循環(huán)工作狀態(tài)。右動(dòng)力頭的運(yùn)行方向與左動(dòng)力頭相反。

控制要求：PLC設(shè)計(jì)時(shí)，工作方式設(shè)為自動(dòng)循環(huán)、點(diǎn)動(dòng)、單周循環(huán)和步進(jìn)4種；主軸只在自動(dòng)循環(huán)和單周循環(huán)時(shí)啟動(dòng)；要有必要的電氣保護(hù)和聯(lián)鎖裝置；自動(dòng)循環(huán)時(shí)按下圖的順序動(dòng)作。PLC設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

2.1 采用IST指令實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)

根據(jù)控制系統(tǒng)要求，該程序主要需包括四種工作方式，分別為自動(dòng)循環(huán)、點(diǎn)動(dòng)、單周循環(huán)和步進(jìn)，最為簡便的編程方法是使用功能指令的初始化指令I(lǐng)ST（FNC60）。

梯形圖源操作數(shù)S表明的是首地址，它有共8個(gè)位連號(hào)軟元件元件組成，由開關(guān)量輸入繼電器X20～X27組成，其功能分別是：

X20：手動(dòng)工作方式的輸入控制信號(hào)；X21：返回原點(diǎn)工作方式的輸入控制信號(hào)；X22：單步工作方式的輸入信號(hào)；X23：單周期工作方式的輸入控制信號(hào)；X24：全自動(dòng)工作方式的輸入控制信號(hào)；X25：返回原點(diǎn)的啟動(dòng)信號(hào)；X26：進(jìn)入自動(dòng)工作方式的啟動(dòng)信號(hào)；X27：停止。在開關(guān)量輸入X20～X24中，不允許有兩個(gè)或兩個(gè)以上的輸入端同時(shí)閉合，因此，必須選用滿足該條件的轉(zhuǎn)換開關(guān)，且該開關(guān)至少有五擋位置，當(dāng)開關(guān)扳到某擋位置時(shí)，只有該位置的觸點(diǎn)閉合，其他各位置的觸點(diǎn)斷開。在梯形圖中，目的操作數(shù)D1和D2只能選用狀態(tài)器S，其范圍是S20～S899，其中D1表示自動(dòng)工作方式所使用的最低位狀態(tài)器，D2表示自動(dòng)工作方式時(shí)所使用的最高位狀態(tài)器。S0～S9是實(shí)際發(fā)始狀態(tài)器地址編號(hào)。S0是各操作的初始狀態(tài)，S1是原點(diǎn)回歸的初始狀態(tài)。

同時(shí)，與IST指令有關(guān)的特殊輔助繼電器有8個(gè)。它們是M8040～M8047，其中M8040：轉(zhuǎn)移禁止；M8040：轉(zhuǎn)移開始；M8042：起動(dòng)脈沖；M8043：返回原點(diǎn)完成，當(dāng)M8043為1時(shí)，允許進(jìn)入自動(dòng)工作方式，當(dāng)M8043為0時(shí)，表示返回原點(diǎn)未完成，不允許進(jìn)入自動(dòng)工作方式；M8047：STL監(jiān)控有效。

因此，如果采用IST指令設(shè)計(jì)該雙面銑床控制程序時(shí)，可將程序設(shè)計(jì)成四部分，第一部分IST指令；第二部分為手動(dòng)程序，設(shè)計(jì)在狀態(tài)點(diǎn)S0下；第三部分為返回原點(diǎn)程序，設(shè)計(jì)在狀態(tài)點(diǎn)S1下，且在該部分程序最后，到達(dá)原點(diǎn)時(shí)對(duì)M8043置1，表示返回原點(diǎn)完成；第四部分為自動(dòng)和單周程序，設(shè)計(jì)在狀態(tài)點(diǎn)S2下。若X20為ON時(shí)，狀態(tài)器S0為1，表示工作在手動(dòng)工作狀態(tài)；若X21為ON時(shí)，狀態(tài)S1為1，處于返回工作原點(diǎn)狀態(tài)，當(dāng)返回工作原點(diǎn)完成時(shí)，M8043置1，此時(shí)如果X22為ON，則工作于單步工作狀態(tài)即步進(jìn)狀態(tài)，每按一次啟動(dòng)按鈕，就進(jìn)行一次狀態(tài)轉(zhuǎn)移，如果輸入端X23為ON，則處于單周期工作狀態(tài)，每按一次啟動(dòng)按鈕，掃行完一個(gè)周期后，停止在起始狀態(tài)S2；如果輸入端X24為1時(shí)，則處于自動(dòng)工作方式，循環(huán)執(zhí)行用戶程序。由此可見，該程序完全滿足該雙面銑床控制系統(tǒng)的四種工作方式。但是我們同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)，一旦采用IST指令，其輸入端一次性占用X20～X27共8個(gè)輸入點(diǎn)，對(duì)于三菱FX2N-32MR的PLC來說，有可能輸入點(diǎn)是不夠用的，并且它必須采用至少有五檔的轉(zhuǎn)換開關(guān)，那我們可不可以不采用IST指令同樣也可以實(shí)現(xiàn)控制要求呢？

2.2 采用基本指令實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)

2.2.1 程序的總體結(jié)構(gòu)

圖3為雙面銑床的PLC梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu)，將程序分為公用程序、手動(dòng)程序和自動(dòng)程序三個(gè)部分，其中自動(dòng)程序包括單步、單周期、自動(dòng)循環(huán)和自動(dòng)回原點(diǎn)四部分。這是因?yàn)樗鼈兊墓ぷ鞫际前凑胀瑯拥捻樞蜻M(jìn)行，所以將它們合在一起編程更加簡單?；卦c(diǎn)程序放在自動(dòng)程序的初始狀態(tài)點(diǎn)S0中，因?yàn)樽詣?dòng)循環(huán)等工作方式起點(diǎn)就要求動(dòng)工作臺(tái)處于原點(diǎn)位置，梯形圖中使用跳轉(zhuǎn)指令使得自動(dòng)程序和手動(dòng)程序不會(huì)同時(shí)執(zhí)行。

2.2.2 各部分程序的設(shè)計(jì)

（1）公用程序。公用程序如圖4所示，用于自動(dòng)程序和手動(dòng)程序相互切換的處理。當(dāng)選擇自動(dòng)X7、單周X10、步進(jìn)X11這三種工作方式時(shí)，程序跳轉(zhuǎn)至P0執(zhí)行自動(dòng)程序，反之若選擇的是手動(dòng)X12，則執(zhí)行手動(dòng)程序。當(dāng)執(zhí)行手動(dòng)程序時(shí)，首先將狀態(tài)點(diǎn)S0～S13復(fù)位，同時(shí)將輸出Y0～Y4復(fù)位，再進(jìn)行手動(dòng)工作方式，必免同時(shí)有兩個(gè)活動(dòng)步的異常情況，同時(shí)為避免手動(dòng)工作時(shí)的越程故障，可在左動(dòng)力頭和右動(dòng)力頭輸出上分別加上SQ3和SQ1的常閉觸點(diǎn)，進(jìn)行位置限制。

自動(dòng)程序初始狀態(tài)點(diǎn)S0的激活，由自動(dòng)X7、單周X10、步進(jìn)X11三個(gè)輸入的并聯(lián)進(jìn)行觸發(fā)，并采用邊沿觸發(fā)，如果采用普通觸發(fā)，當(dāng)以上三個(gè)輸入開關(guān)閉合時(shí)，會(huì)出現(xiàn)初始狀態(tài)點(diǎn)S0一直處于激活狀態(tài)，當(dāng)自動(dòng)程序開始執(zhí)行時(shí)，會(huì)同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)活動(dòng)步的異常情況，而采用上升沿觸發(fā)，只有當(dāng)開關(guān)合上一瞬間，初始狀態(tài)點(diǎn)S0才會(huì)被激活，當(dāng)下一個(gè)狀態(tài)點(diǎn)滿足條件激活時(shí)，S0狀態(tài)點(diǎn)關(guān)閉。

步進(jìn)工作狀態(tài)依靠特殊輔助繼電器M8040來實(shí)現(xiàn)，由啟動(dòng)按鈕X0的常閉觸點(diǎn)和步進(jìn)工作狀態(tài)選擇開關(guān)S11的常開狀態(tài)驅(qū)動(dòng)特殊輔助繼電器M8040。當(dāng)步進(jìn)選擇開關(guān)S11閉合，沒有按下啟動(dòng)按鈕X0時(shí)，M8040為1，禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移，按下啟動(dòng)按鈕X0時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開，M8040為0，允許狀態(tài)轉(zhuǎn)移，即跳轉(zhuǎn)至下一個(gè)狀態(tài)點(diǎn)，執(zhí)行下一步動(dòng)作，由此，每按一次，自動(dòng)程序執(zhí)行一步，即實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)控制。

（2）自動(dòng)程序。自動(dòng)程序功能圖如圖5所示，其中包含單周、自動(dòng)循環(huán)以及自動(dòng)回原點(diǎn)程序。其中單同和自動(dòng)循環(huán)通過狀態(tài)點(diǎn)S13下的跳轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)選擇單周或步進(jìn)時(shí)，程序跳轉(zhuǎn)至狀態(tài)點(diǎn)S0，當(dāng)選擇自動(dòng)或步進(jìn)時(shí)，程序跳轉(zhuǎn)至狀態(tài)點(diǎn)S10。自動(dòng)回原點(diǎn)程序設(shè)計(jì)在初始狀態(tài)點(diǎn)S0下。當(dāng)返回原點(diǎn)后，即到達(dá)行程開關(guān)SQ1位置，給出原點(diǎn)信號(hào)Y5，作為下一個(gè)狀態(tài)S10激活的條件之一。同時(shí)需注意的是，因?yàn)椴竭M(jìn)工作方式與自動(dòng)程序是合在一起編程的，當(dāng)程序工作在單周或自動(dòng)時(shí)，滿足下一個(gè)狀態(tài)點(diǎn)激活條件時(shí)，則跳轉(zhuǎn)至下一個(gè)狀態(tài)點(diǎn)執(zhí)行，而工作在步進(jìn)工作狀態(tài)時(shí)，盡管滿足了下一個(gè)狀態(tài)點(diǎn)激活條件，但沒有按下啟動(dòng)按鈕，程序不會(huì)執(zhí)行下一個(gè)狀態(tài)點(diǎn)的動(dòng)作，即當(dāng)前狀態(tài)點(diǎn)一直處于激活狀態(tài)，當(dāng)前狀態(tài)點(diǎn)也一直有輸出，為了避免這種情況的出現(xiàn)，在每個(gè)狀態(tài)點(diǎn)的輸出元件上，加上條件限制，當(dāng)滿足跳轉(zhuǎn)條件時(shí)，盡管沒有跳轉(zhuǎn)，當(dāng)前狀態(tài)點(diǎn)也無輸出。如在狀態(tài)點(diǎn)S10的輸出元件前串上SQ2的常閉觸點(diǎn)。

（3）程序調(diào)試。程序調(diào)試時(shí)，可各部分程序分別調(diào)試，然后再進(jìn)行全部程序的調(diào)試，也可直接進(jìn)行全部程序的調(diào)試?？偨Y(jié)

本文介紹的在雙面銑床控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC替代繼電器―接觸器電氣控制線路的技術(shù)改造，經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能很好的保證其加工精度和定位精度，兩個(gè)編程方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，采用IST指令，編程方法簡單，程序結(jié)構(gòu)清晰，但在工作方式的選擇開關(guān)上一定要采用五檔轉(zhuǎn)換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，采用普通指令，編程較為復(fù)雜，但開關(guān)無特殊要求?？傊?，PLC的應(yīng)用不但大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和抗干擾能力，降低了設(shè)計(jì)運(yùn)行的故障率，同時(shí)給設(shè)計(jì)維護(hù)帶來極大的便利，對(duì)同類設(shè)備的技術(shù)改造有較大的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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第三篇：PLC在恒壓供水變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC在恒壓供水變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

引言

恒壓供水系統(tǒng)對(duì)于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的，例如在某些生產(chǎn)過程中，若自來水供水因故壓力不足或短時(shí)斷水，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)使產(chǎn)品報(bào)廢和設(shè)備損壞。又如當(dāng)發(fā)生火警時(shí)，若供水壓力不足或無水供應(yīng)，不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。所以，某些用水區(qū)采用恒壓供水系統(tǒng)，具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。

基于上述情況對(duì)某生活區(qū)供水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，采用plc作為中心控制單元，利用變頻器與pid相結(jié)合，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)可快速調(diào)整供水系統(tǒng)的工作壓力，達(dá)到恒壓供水的目的，提高了系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，得到了良好的控制效果。2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理

供水系統(tǒng)由主供水回路、備用回路、儲(chǔ)水池及泵房組成，其中泵房裝有1#~3#共3臺(tái)150kw泵機(jī)。另外，還有多個(gè)電動(dòng)閘閥或電動(dòng)蝶閥控制各供水回路和水流量。由于該供水網(wǎng)較大，系統(tǒng)需要供水量每小時(shí)開2臺(tái)泵向管網(wǎng)充壓，供水量大時(shí)開3臺(tái)泵同時(shí)向管網(wǎng)充壓。要想維持供水網(wǎng)的壓力不變，在管網(wǎng)系統(tǒng)的管道上安裝了壓力變送器作為反饋元件為控制系統(tǒng)提供反饋信號(hào)，由于供水系統(tǒng)管道長、管徑大，管網(wǎng)的充壓比較慢，故系統(tǒng)是一個(gè)大滯后系統(tǒng)，不宜直接采用pid調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，而應(yīng)采用plc參與控制的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)起調(diào)節(jié)作用。選擇frn160g7p-4變頻器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速運(yùn)行，可編程序控制器選擇日本松下fp1-c40型，且配有a/d和d/a模塊，其原理框圖如圖1所示。

圖1 恒壓供水系統(tǒng)原理圖

控制系統(tǒng)主要由plc、變頻器、切換繼電器、壓力傳感器等部分組成?？刂坪诵膯卧猵lc根據(jù)手動(dòng)設(shè)定壓力信號(hào)與現(xiàn)場壓力傳感器的反饋信號(hào)經(jīng)plc的分析和計(jì)算，得到壓力偏差和壓力偏差的變化率，經(jīng)過pid運(yùn)算后，plc將0~5v的模擬信號(hào)輸出到變頻器，用以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及進(jìn)行電機(jī)的軟啟動(dòng);plc通過比較模擬量輸出與壓力偏差的值，通過i/o端口開關(guān)量的輸出驅(qū)動(dòng)切換繼電器組，以此來協(xié)調(diào)投入工作的水泵電機(jī)臺(tái)數(shù)，并完成電機(jī)的啟停、變頻與工頻的切換。通過調(diào)整電機(jī)組中投入工作的電機(jī)臺(tái)數(shù)和控制電機(jī)組中一臺(tái)電機(jī)的變頻轉(zhuǎn)速，使動(dòng)力系統(tǒng)的工作壓力穩(wěn)定，進(jìn)而達(dá)到恒壓供水的目的。3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和plc的i/o分配

系統(tǒng)程序包括啟動(dòng)子程序和運(yùn)行子程序，其流程圖如圖2所示。運(yùn)行子程序又包括模擬調(diào)節(jié)子程序(其流程圖如圖3所示)和電機(jī)切換子程序(流程圖略)，電機(jī)切換子程序又包括加電機(jī)子程序和減電機(jī)子程序(程序設(shè)計(jì)略)。plc的輸入、輸出端子分配情況如附表所示。

圖2 啟動(dòng)程序流程圖

圖3 模擬調(diào)節(jié)流程圖 系統(tǒng)工作過程

加上啟動(dòng)信號(hào)(x4)后，此信號(hào)被保持，當(dāng)條件滿足時(shí)，(即x2為“1”)時(shí)，開始啟動(dòng)程序，此時(shí)由plc控制1#電機(jī)變頻運(yùn)行(此時(shí)y0、y6、y7亮)，同時(shí)定時(shí)器t0開始計(jì)時(shí)(10s)，若計(jì)時(shí)完畢x2仍亮，則關(guān)閉y0、y6，(y7仍亮，)t2延時(shí)1s。延時(shí)有兩方面的原因: 一是使開關(guān)充分熄弧，防止電網(wǎng)倒送電給變頻器，燒毀變頻器;二是讓變頻器減速為0，以重新啟動(dòng)另一臺(tái)電機(jī)。延時(shí)完畢，則有1#機(jī)投入工頻運(yùn)行，2#機(jī)投入變頻運(yùn)行，此時(shí)y1、y2、y6、y7亮，同時(shí)定時(shí)器t1開始計(jì)時(shí)(10s)，若計(jì)時(shí)完畢x2仍未滅，則關(guān)閉y2、y6，(y1、y7仍亮，)t3延時(shí)1s，延時(shí)完畢，將2#機(jī)投入工頻運(yùn)行，3#機(jī)投入變頻運(yùn)行，(此時(shí)y1、y3、y4、y6、y7亮，)再次等待y7滅掉后，則整個(gè)啟動(dòng)程序執(zhí)行完畢，轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行調(diào)節(jié)程序，此后啟動(dòng)程序不再發(fā)生作用，直到下一次重新啟動(dòng)。在啟動(dòng)過程中，無論幾臺(tái)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，x2一旦滅掉，則應(yīng)視為啟動(dòng)結(jié)束(y7滅掉)，轉(zhuǎn)入相應(yīng)程序。綜合整個(gè)啟動(dòng)過程，完成三臺(tái)電機(jī)的啟動(dòng)最多需要22s的時(shí)間。

運(yùn)行過程中，若模擬調(diào)節(jié)器節(jié)上、下限值均未達(dá)到(即x1、x2滅)，則此時(shí)變頻器處于模擬調(diào)節(jié)狀態(tài)(此時(shí)相應(yīng)電機(jī)運(yùn)行信號(hào)和y6亮)。

若達(dá)到模擬調(diào)節(jié)上限值(x1亮)，則定時(shí)器t4馬上開始定時(shí)(5s)，定時(shí)過程中監(jiān)控x1，若x1又滅掉，則關(guān)閉定時(shí)器，繼續(xù)摸擬調(diào)節(jié);若t4定時(shí)完畢，x1仍亮，則啟動(dòng)一低速(y8亮)，進(jìn)行多段速調(diào)節(jié)，同時(shí)定時(shí)器t5開始定時(shí)(3s)。定時(shí)完畢，若x1仍亮，則關(guān)閉此多段速，啟動(dòng)一更低速(y9)，同時(shí)定時(shí)器t6定時(shí)(10s)。定時(shí)完畢，若x1仍亮，則關(guān)掉y9，此后x0很快會(huì)通，轉(zhuǎn)入切換動(dòng)作程序。在此兩級(jí)多段速調(diào)節(jié)過程中，無論何時(shí)，若x0亮，則會(huì)關(guān)閉相應(yīng)多段速和定時(shí)器，同時(shí)進(jìn)行切換動(dòng)作，即轉(zhuǎn)入切換程序，同樣，若無論何時(shí)，x1滅掉，則關(guān)閉運(yùn)行多段速和定時(shí)器，轉(zhuǎn)入模擬調(diào)節(jié)。

若達(dá)到模擬調(diào)節(jié)下限值(x2亮)，則定時(shí)器t7馬上開始定時(shí)(5s)，定時(shí)過程中監(jiān)控x2，若x2又滅掉，則關(guān)閉定時(shí)器，繼續(xù)摸擬調(diào)節(jié)，若t7定時(shí)完畢，x2仍亮，則啟動(dòng)一高速(y7、y2)，進(jìn)行多段速調(diào)節(jié)，同時(shí)定時(shí)器t8開始定時(shí)(3s)，定時(shí)完畢。若x2仍亮，則關(guān)閉此多段速，啟動(dòng)一更高速(y8、y9)，同時(shí)定時(shí)器t9定時(shí)(10s)，定時(shí)完畢。若x2仍亮，則關(guān)掉y8、y9，此后x3很快會(huì)通，轉(zhuǎn)入加電機(jī)動(dòng)作程序。在此兩級(jí)多段速調(diào)節(jié)過程中，無論何時(shí)，若x3亮，則會(huì)關(guān)閉相應(yīng)多段速和定時(shí)器，同時(shí)進(jìn)行加電機(jī)動(dòng)作，即轉(zhuǎn)入加電機(jī)程序。同樣，若無論何時(shí)，x2滅掉，則關(guān)閉運(yùn)行多段速和定時(shí)器，轉(zhuǎn)入模擬調(diào)節(jié)。

電機(jī)切換程序分為電機(jī)切除程序和加電機(jī)程序兩部分。此程序動(dòng)作的條件是:啟動(dòng)結(jié)束后無論何時(shí)x0亮，一旦條件滿足，即由plc根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來決定相應(yīng)切換哪臺(tái)電機(jī)，切換時(shí)只能切換工頻運(yùn)行電機(jī)。

若工作狀態(tài)是一臺(tái)變頻一臺(tái)工頻，則立即切除工頻電機(jī)，然后計(jì)數(shù)值減1，即完成此過程，再由調(diào)節(jié)程序運(yùn)行，調(diào)節(jié)至滿足要求為止。

若3臺(tái)電機(jī)同時(shí)工作，則應(yīng)由plc來決定切除哪臺(tái)工頻運(yùn)行電機(jī)。切除依據(jù)是3臺(tái)電機(jī)對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)器的大小，誰大切誰，切除掉一臺(tái)后，要由定時(shí)器定時(shí)(5s)等待，以便變頻器調(diào)節(jié)一段時(shí)間，防止連續(xù)切除動(dòng)作。這主要是考慮到本系統(tǒng)的非線性和大小慣性因素而采取的措施。

加電機(jī)程序, 其動(dòng)作程序是:啟動(dòng)結(jié)束后無論何時(shí)x2亮, 一旦條件滿足, 立即關(guān)掉變頻運(yùn)行電機(jī)和變頻器，延時(shí)一段時(shí)間后(原因同上), 將原變頻運(yùn)行電機(jī)投入工頻運(yùn)行，同時(shí)打開變頻器和將要啟動(dòng)電機(jī)的變頻開關(guān), 完成加電機(jī)。

同樣，若原有2臺(tái)電機(jī)工頻工作，則x2一亮，立即開始加另一臺(tái)電機(jī)(無延時(shí))，(加電機(jī)依據(jù)是判斷計(jì)數(shù)值，誰小加誰)。但加電機(jī)完成以后，定時(shí)器要開始定時(shí)(5s)等待，讓變頻器調(diào)節(jié)一段時(shí)間，防止連續(xù)加電機(jī)動(dòng)作。其過程分為:結(jié)束語

用變頻器來實(shí)現(xiàn)恒壓供水，與用調(diào)節(jié)閥門來實(shí)現(xiàn)恒壓供水相比較，節(jié)能效果十分顯著。其優(yōu)點(diǎn)是: 起動(dòng)平穩(wěn),起動(dòng)電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊;由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命;可以消除起動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng);在鍋爐和其他燃燒重油的場合,恒壓供油可使油的燃燒更加充分，大大地減輕了對(duì)環(huán)境的污染。參考文獻(xiàn)

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[4] 曾 毅.變頻調(diào)速控制系統(tǒng).濟(jì)南:山東科學(xué)技術(shù)出版社,2002 作者簡介

張全莊(1963-)男 講師/碩士 主要研究方向:工業(yè)電氣自動(dòng)控制與plc應(yīng)用。

第四篇：PLC在工業(yè)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用畢業(yè)論文

XXX學(xué)校

Xx辦學(xué)點(diǎn)畢業(yè)論文

課題名稱：PLC在工業(yè)全自動(dòng)洗衣機(jī)

控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

專 業(yè)：

班 級(jí)：

學(xué) 籍 號(hào)： 學(xué)生姓名：

導(dǎo)師姓名：

提交日期：

PLC在工業(yè)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

(姓名)摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)和生活水平的提高，洗衣機(jī)的洗滌水平也隨著科技的發(fā)展大大提高。PLC在運(yùn)用中，硬件也相對(duì)簡單，提高控制系統(tǒng)的可靠性，另外它的編程語言也相對(duì)簡單。本文選擇三菱F1—20MR為核心部件，著重進(jìn)行硬件接口設(shè)計(jì)，利用梯形圖和語句表進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化。關(guān)鍵詞：全自動(dòng)洗衣機(jī)；PLC；控制

一、工業(yè)全自動(dòng)洗衣機(jī)的自動(dòng)控制

目前洗衣機(jī)是一種耳熟能詳?shù)募矣秒娖鳎S著科技的進(jìn)步和人們生活質(zhì)量的提高，以及人們對(duì)精神文明的高度追求，所以目前市場上還是有很大的發(fā)展空間。不同材質(zhì)的衣物越開越多，對(duì)洗衣機(jī)的要求也越來越高。智能控制洗衣機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)是目前研究的方向，在工業(yè)控制系統(tǒng)中廣泛運(yùn)用的PLC，它是整體模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路，檢測電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能?，F(xiàn)代的全自動(dòng)化洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)由進(jìn)水、洗滌、排水、脫水、報(bào)警到停機(jī)的自動(dòng)化過程。

1.進(jìn)水和排水系統(tǒng)

全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶和脫水桶是以同一軸心安放的。脫水桶的周圍有許多小孔，使內(nèi)桶和外桶的水流相通。全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水系統(tǒng)采用水位壓力開關(guān)和進(jìn)水閥，由程序控制器調(diào)節(jié)。設(shè)有溢水口，其位置在盛水桶上口部。漂洗時(shí)，它能讓洗滌液中的泡沫和污水溢出，有利于漂清。

全自動(dòng)洗衣機(jī)水位開關(guān)一般有三檔水位控制,并都有 低水位、中水位、高水位、再注水等功能當(dāng)進(jìn)水閥注水，內(nèi)桶水位增高到預(yù)選水位時(shí)，主電機(jī)導(dǎo)通，進(jìn)水閥斷開，并開始洗衣。全自動(dòng)洗衣機(jī)的排水系統(tǒng)由程序來控制排水電磁閥，牽引排水閥。

2.洗滌與脫水系統(tǒng)

全自動(dòng)洗衣機(jī)主要是通過波輪對(duì)衣物的翻滾達(dá)到洗滌目的。為了保證洗滌效果，洗滌桶的內(nèi)壁上必需設(shè)計(jì)成凸形來增大摩擦力，達(dá)到滿意的洗滌效果，提高洗滌率。

洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤的正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，控制系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。啟動(dòng)按鈕用來啟動(dòng)洗衣機(jī)工作，停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。洗衣房設(shè)備排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。

洗衣機(jī)具有蓋的帶鎖裝置，該鎖定裝置，包括洗衣機(jī)蓋板、洗衣機(jī)箱體，還包括控制開關(guān)，與控制脫水的開關(guān)聯(lián)動(dòng)，使用戶在脫水時(shí)不能打開洗衣機(jī)蓋板，從而確保了洗衣機(jī)脫水時(shí)的操作安全。

3.箱體與支承系統(tǒng)

洗衣機(jī)外箱體是洗衣機(jī)的盔甲，很多洗衣機(jī)采用高分子聚合塑鋼材料作為外箱體，永不生銹，耐碰撞，防漏電，機(jī)身輕便，易于搬動(dòng)。有的采用剛?cè)嵯酀?jì)的不銹鋼做內(nèi)桶剛性，在于不銹鋼材質(zhì)表面分子結(jié)構(gòu)致密，空隙小，以達(dá)到抗菌，抑菌，耐腐蝕的作用。柔性，超級(jí)鏡面不銹鋼材料光滑柔細(xì)，即便是最嬌柔的面料也不會(huì)受到損傷。很多洗衣機(jī)內(nèi)桶完全采用世界一流的不銹鋼材料制成，擁有 頂級(jí)的品質(zhì)保證。全自動(dòng)洗衣機(jī)一般采用輕觸式開關(guān)，全自動(dòng)洗脫機(jī) 在按下開關(guān)后，字符旁邊的指示燈會(huì)亮。當(dāng)指示燈亮起表示程序選中，指示燈閃爍表示正在執(zhí)行此程序，指示燈熄滅表示程序未選擇或執(zhí)行完畢。

4.PLC機(jī)型選擇

PLC是一種根據(jù)用戶給的指令，通過輸入接口現(xiàn)場采樣信息執(zhí)行邏輯或數(shù)值運(yùn)算，再通過輸出接口去控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。它主要有CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口模板三部分。通過對(duì)結(jié)構(gòu)圖的分析，可知全自動(dòng)洗衣機(jī)的I/O點(diǎn)不多，選擇三菱FX系列F1—20MR，可以完全滿足其要求，F(xiàn)1—20MR有20個(gè)I/O，根據(jù)輸入，輸出口的總點(diǎn)數(shù)，考慮留有適當(dāng)余量。

全自動(dòng)洗衣機(jī)電氣控制系統(tǒng)包括微處理器、排水電磁鐵、電容器、門開關(guān)、按鍵開關(guān)、指示燈、中間繼電器，水位壓力開關(guān)、蜂鳴器及進(jìn)水電磁閥等部件組成。通過微處理器，能自動(dòng)完成進(jìn)水，洗滌（漂洗）、排水、脫水、報(bào)警等全部程序，只需設(shè)計(jì)軟件就可以來達(dá)到預(yù)想控制的目的。

二、設(shè)計(jì)目的

1.了解和掌握全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作流程；

2.了解自動(dòng)控制的工作原理及PLC在日常工作中的應(yīng)用。

三、全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)要求

控制要求：整個(gè)洗滌過程分為進(jìn)水、洗滌、放水、脫水四個(gè)部分，系統(tǒng)從進(jìn)水環(huán)節(jié)開始到脫水環(huán)節(jié)結(jié)束共循環(huán)兩次。

（1）PLC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動(dòng)。

（2）按下啟動(dòng)按鈕后，洗衣機(jī)開始進(jìn)水。進(jìn)水直到高（中、低）水位，水位開關(guān)由OFF變ON）。

（3）PLC停止進(jìn)水，2秒后開始洗滌。

（4）洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒。

（5）如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水。

（6）排空后脫水30秒。

（7）開始清洗，重復(fù)（1）～（5），清洗兩遍。

（8）清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)。

四、PLC控制系統(tǒng)工作原理及調(diào)試過程

1、初始脈沖M8002使初始狀態(tài)S2置1，按下啟動(dòng)按扭X1，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S20，Y1得電啟動(dòng)洗衣機(jī)，選擇水位（高、中、低）狀態(tài)轉(zhuǎn)入S21，Y2得電開始進(jìn)水，達(dá)到選定水位后相應(yīng)的水位檢測觸點(diǎn)接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S22。

2、狀態(tài)轉(zhuǎn)入S22，T0定時(shí)2S，2S后T0的觸點(diǎn)接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S23，Y3得電，洗衣機(jī)正轉(zhuǎn)，并用T1定時(shí)30S，30S后T1觸點(diǎn)接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S24，T2開始定時(shí)2S，2S后其觸點(diǎn)接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S25，Y4得電。

衣機(jī)反轉(zhuǎn)并用T3定時(shí)30S，30S后T3觸點(diǎn)接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S26，此時(shí)用T4定時(shí)2S，C0計(jì)數(shù)5次，2S后T4觸點(diǎn)接通，當(dāng)計(jì)數(shù)未達(dá)5次，C0的常閉繼續(xù)閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)入S23，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)5次，C0的常閉斷開，常開閉合，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S27。

3、狀態(tài)轉(zhuǎn)入S27后，Y5得電，開始排水，當(dāng)水排空后，X6閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)入S28，Y6得電，T5定時(shí)30S，C1計(jì)數(shù)2次，開始脫水，30S后T5觸點(diǎn)接通，此時(shí)當(dāng)C1計(jì)數(shù)未達(dá)2次，則C1的常閉繼續(xù)閉合，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S21，若C1計(jì)數(shù)達(dá)到2 次，則C1的常開就閉合，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S29。

4、狀態(tài)轉(zhuǎn)入S29后，Y7得電，T6定時(shí)3S報(bào)警，3S后，T6觸點(diǎn)接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S2.步進(jìn)階梯結(jié)束，程序結(jié)束.五、結(jié)束語

PLC控制洗衣機(jī)洗滌程序有獨(dú)特程序。

首先，它是一個(gè)順序控制系統(tǒng)程序；

其次，洗滌、排水、脫水時(shí)間是由PLC內(nèi)的計(jì)數(shù)器和定時(shí)器中K參數(shù)控制的，只要改變它的參數(shù)大小就可以改變整個(gè)程序時(shí)間長短；

第三，通過改變PLC的型號(hào)，可以根據(jù)認(rèn)物的質(zhì)地、數(shù)量和臟污程度來實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)洗、強(qiáng)洗、快洗的多功能；

第四，通過改變洗滌程序可實(shí)現(xiàn)進(jìn)水洗滌、漂水、排水、脫水的順序控制，也可實(shí)現(xiàn)或洗滌、或漂水、或脫水等單體控制；

第五，在設(shè)計(jì)過程中，可以方便的加入相應(yīng)的配套裝置，如指示燈，蜂鳴器。通過衣裳的分析說明，可知全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)是有多種性的，各種最優(yōu)控制系統(tǒng)均可運(yùn)用，但是必須考慮它的結(jié)構(gòu)和成本。

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第五篇：PLC在恒壓供水變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

引言

恒壓供水系統(tǒng)對(duì)于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的，例如在某些生產(chǎn)過程中，若自來水供水壓力不足或短時(shí)斷水，可能會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)使產(chǎn)品報(bào)廢和設(shè)備損壞。又如當(dāng)發(fā)生火警時(shí)，若供水壓力不足或無水供應(yīng)，不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。所以，某些用水區(qū)采用恒壓供水系統(tǒng)，具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。

基于上述情況對(duì)某生活區(qū)供水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，采用PLC作為中心控制單元，利用變頻器與PID相結(jié)合，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)可快速調(diào)整供水系統(tǒng)的工作壓力，達(dá)到恒壓供水的目的，提高了系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，得到了良好的控制效果。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理

供水系統(tǒng)由主供水回路、備用回路、儲(chǔ)水池及泵房組成，其中泵房裝有1#～3#共3臺(tái)150kW泵機(jī)。另外，還有多個(gè)電動(dòng)閘閥或電動(dòng)蝶閥控制各供水回路和水流量。由于該供水網(wǎng)較大，系統(tǒng)需要供水量每小時(shí)開2臺(tái)泵機(jī)向管網(wǎng)充壓，供水量大時(shí)，開3臺(tái)泵機(jī)同時(shí)向管網(wǎng)充壓。要想維持供水網(wǎng)的壓力不變，在管網(wǎng)系統(tǒng)的管道上安裝了壓力變送器作為反饋元件，為控制系統(tǒng)提供反饋信號(hào)，由于供水系統(tǒng)管道長、管徑大，管網(wǎng)的充壓比較慢，故系統(tǒng)是一個(gè)大滯后系統(tǒng)，不宜直接采用PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，而應(yīng)采用PLC參與控制的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用?？删幊绦蚩刂破鬟x擇日本松下FP1-C40型，且配有A/D和D/A模塊，其原理框圖如圖1所示。變頻器選擇FRN1 60G7P-4實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速運(yùn)行。

控制系統(tǒng)主要由PLC、變頻器、切換繼電器、壓力傳感器等部分組成?？刂坪诵膯卧狿LC根據(jù)手動(dòng)設(shè)定壓力信號(hào)與現(xiàn)場壓力傳感器的反饋信號(hào)經(jīng)PLC的分析和計(jì)算，得到壓力偏差和壓力偏差的變化率，經(jīng)過PID運(yùn)算后，PLC將0～5V的模擬信號(hào)輸出到變頻器，用以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及進(jìn)行電機(jī)的軟起動(dòng);PLC通過比較模擬量輸出與壓力偏差的值，通過I/O端口開關(guān)量的輸出驅(qū)動(dòng)切換繼電器組，以此來協(xié)調(diào)投入工作的電機(jī)臺(tái)數(shù)，并完成電機(jī)的起停、變頻與工頻的切換。通過調(diào)整電機(jī)組中投入工作的電機(jī)臺(tái)數(shù)和控制電機(jī)組中一臺(tái)電機(jī)的變頻轉(zhuǎn)速，使動(dòng)力系統(tǒng)的工作壓力穩(wěn)定，進(jìn)而達(dá)到恒壓供水的目的。

圖1 恒壓供水系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和PLC的I/O分配

系統(tǒng)程序包括起動(dòng)子程序和運(yùn)行子程序，其流程圖如圖2所示。運(yùn)行子程序又包括模擬調(diào)節(jié)子程序(其流程圖如圖3所示)和電機(jī)切換子程序(流程圖略)，電機(jī)切換子程序又包括加電機(jī)子程序和減電機(jī)子程序(程序設(shè)計(jì)略)。PLC的輸入、輸出端子分配情況如附表所示。系統(tǒng)工作過程

加上起動(dòng)信號(hào)(X4)后，此信號(hào)被保持，當(dāng)條件滿足(即X2為“1”)時(shí)，開始起動(dòng)程序，此時(shí)由PLC控制1# 電機(jī)變頻運(yùn)行(此時(shí)Y0、Y6、Y7亮)，同時(shí)定時(shí)器T0開始計(jì)時(shí)(10s)，若計(jì)時(shí)完畢X2仍亮，則關(guān)閉Y0、Y6(Y7仍亮)，T2延時(shí)1s(延時(shí)是為了兩方面的原因:一是使開關(guān)充分熄弧，防止電網(wǎng)倒送電給變頻器，燒毀變頻器;二是讓變頻帶器減速為零，以重新起動(dòng)另一臺(tái)電機(jī))。延時(shí)完畢，則有1#機(jī)投入工頻運(yùn)行，2#機(jī)投入變頻運(yùn)行，此時(shí)Y1、Y2、Y6、Y7亮，同時(shí)定時(shí)器T1開始計(jì)時(shí)(10s)，若計(jì)時(shí)完畢X2仍未滅，則關(guān)閉Y2、Y6，(Y1、Y7仍亮，)T3延時(shí)1s，延時(shí)完畢，將2#機(jī)投入工頻運(yùn)行，3#機(jī)投入變頻運(yùn)行，(此時(shí)Y1、Y3、Y4、Y6、Y7亮，)再次等待Y7滅掉后，則整個(gè)起動(dòng)程序執(zhí)行完畢，轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行調(diào)節(jié)程序，此后起動(dòng)程序不再發(fā)生作用，直到下一次重新起動(dòng)。在起動(dòng)過程中，無論幾臺(tái)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，X2一旦滅掉，則應(yīng)視為起動(dòng)結(jié)束(Y7滅掉)，轉(zhuǎn)入相應(yīng)程序。綜合整個(gè)起動(dòng)過程，完成3臺(tái)電機(jī)的起動(dòng)最多需要22s的時(shí)間。

運(yùn)行過程中，若模擬調(diào)節(jié)器節(jié)上、下限值均未達(dá)到(即X1、X2滅)，則此時(shí)變頻器處于模擬調(diào)節(jié)狀態(tài)(此時(shí)相應(yīng)電機(jī)運(yùn)行信號(hào)和Y6亮)。若達(dá)到模擬調(diào)節(jié)上限值(X1亮)，則定時(shí)器T4馬上開始定時(shí)(5s)。定時(shí)過程中監(jiān)控X1，若X1又滅掉，則關(guān)閉定時(shí)器，繼續(xù)摸擬調(diào)節(jié);若T4定時(shí)完畢，X1仍亮，則起動(dòng)一低速(Y8亮)，進(jìn)行多段速調(diào)節(jié)，同時(shí)定時(shí)器T5開始定時(shí)(3s)，定時(shí)完畢。若X1仍亮，則關(guān)閉此多段速，起動(dòng)一更低速(Y9)，同時(shí)定時(shí)器T6定時(shí)(10s)。定時(shí)完畢，若X1仍亮，則關(guān)掉Y9，此后X0很快會(huì)通，轉(zhuǎn)入切換動(dòng)作程序。在此兩級(jí)多段速調(diào)節(jié)過程中，無論何時(shí)，若X0亮，則會(huì)關(guān)閉相應(yīng)多段速和定時(shí)器，同時(shí)進(jìn)行切換動(dòng)作，即轉(zhuǎn)入切換程序。同樣，若無論何時(shí)，X1滅掉，則關(guān)閉運(yùn)行多段速和定時(shí)器，轉(zhuǎn)入模擬調(diào)節(jié)。

若達(dá)到模擬調(diào)節(jié)下限值(X2亮)，則定時(shí)器T7馬上開始定時(shí)(5s)，定時(shí)過程中監(jiān)控X2，若X2又滅掉，則關(guān)閉定時(shí)器，繼續(xù)摸擬調(diào)節(jié)，若T7定時(shí)完畢，X2仍亮，則起動(dòng)一高速(Y7、Y2)，進(jìn)行多段速調(diào)節(jié)，同時(shí)定時(shí)器T8開始定時(shí)(3s)，定時(shí)完畢。若X2仍亮，則關(guān)閉此多段速，起動(dòng)一更高速(Y8、Y9)，同時(shí)定時(shí)器T9定時(shí)(10s)，定時(shí)完畢。若X2仍亮，則關(guān)掉Y8、Y9，此后X3很快會(huì)通，轉(zhuǎn)入加電機(jī)動(dòng)作程序。在此兩級(jí)多段速調(diào)節(jié)過程中，無論何時(shí)，若X3亮，則會(huì)關(guān)閉相應(yīng)多段速和定時(shí)器，同時(shí)進(jìn)行加電機(jī)動(dòng)作，即轉(zhuǎn)入加電機(jī)程序。同樣，若無論何時(shí)，X2滅掉，則關(guān)閉運(yùn)行多段速和定時(shí)器，轉(zhuǎn)入模擬調(diào)節(jié)。

電機(jī)切換程序分為電機(jī)切除程序和加電機(jī)程序兩部分。此程序動(dòng)作的條件是:起動(dòng)結(jié)束后無論何時(shí)X0亮，一旦條件滿足，即由PLC根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來決定相應(yīng)切換哪臺(tái)電機(jī)，切換時(shí)只能切換工頻運(yùn)行電機(jī)。

若工作狀態(tài)是1臺(tái)變頻1臺(tái)工頻，則立即切除工頻電機(jī)，然后計(jì)數(shù)值減1，即完成此過程，再由調(diào)節(jié)程序運(yùn)行，調(diào)節(jié)至滿足要求為止。

若3臺(tái)電機(jī)同時(shí)工作，則應(yīng)由PLC來決定切除哪臺(tái)工頻運(yùn)行電機(jī)。切除依據(jù)是3臺(tái)電機(jī)對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)器的大小，誰大切誰，切除掉一臺(tái)后，要由定時(shí)器定時(shí)(5s)等待，以便變頻器調(diào)節(jié)一段時(shí)間，防止連續(xù)切除動(dòng)作。這主要是考慮到本系統(tǒng)的非線性和大小慣性因素而采取的措施。圖3運(yùn)行時(shí)模擬調(diào)節(jié)子程序流程圖加電機(jī)程序，其動(dòng)作程序是:起動(dòng)結(jié)束后無論何時(shí)X2亮，一旦條件滿足，立即關(guān)掉變頻運(yùn)行電機(jī)和變頻器，延時(shí)一段時(shí)間后(原因同上)，將原變頻運(yùn)行電機(jī)投入工頻運(yùn)行，同時(shí)打開變頻器和將要起動(dòng)電機(jī)的變頻開關(guān)，完成加電機(jī)。

同樣，若原有2臺(tái)電機(jī)工頻工作，則X2一亮，立即開始加另一臺(tái)電機(jī)(無延時(shí))，(加電機(jī)依據(jù)是判斷計(jì)數(shù)值，誰小加誰)但加電機(jī)完成以后，定時(shí)器要開始定時(shí)(5s)等待，讓變頻器調(diào)節(jié)一段時(shí)間，防止連續(xù)加電機(jī)動(dòng)作。其過程分為:1# → 2#、1# → 3#、2# → 3#、2# → 1#、3# → 2#、3# → 1#。結(jié)束語

用變頻調(diào)速來實(shí)現(xiàn)恒壓供水，與用調(diào)節(jié)閥門來實(shí)現(xiàn)恒壓供水相比較，節(jié)能效果十分顯著。其優(yōu)點(diǎn)是:起動(dòng)平穩(wěn)，起動(dòng)電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊;由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命;可以消除起動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng);在鍋爐和其他燃燒重油的場合，恒壓供油可使油的燃燒更加充分，大大地減輕了對(duì)環(huán)境的污染。

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作者簡介

張全莊(1963-)講師 現(xiàn)為陜西科技大學(xué)在讀碩士，主要研究方向:工業(yè)電氣自動(dòng)控制與PLC應(yīng)用。