基于PLC的传送工作站顺序控制方法设计

基于PLC的传送工作站顺序控制方法设计完成日期：2008-10-271/7基于PLC的传送工作站顺序控制方法设计陈云臻摘要：本文基于PLC的传送工作站顺序控制方法设计，提出四种PLC程序设计方法，对各种设计方法的思路和特点，作了全面的阐述和归纳总结，并对它们进行了比较。关键词：PLC，顺序控制，梯形图，指令，设计法。1前言顺序控制是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行结构自动地有顺序地进行操作。在自动化生产线上，很多传动和装配装置都需要按一定的顺序来对工件进行操作，都可以用顺序控制设计法来解决。用PLC程序实现传送工作站顺序控制，不仅具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，而且程序设计方法多样，便于不同层次的设计人员去理解和掌握。本文以三菱FX-2N系列PLC为例，提出基于传送工作站顺序控制的四种PLC程序设计方法。2系统控制要求传送工作站顺序控制系统示意图，如下图1所示:图1传送站将工件从料仓传送到加工站。气缸A将工件推出料仓，气缸B将其传送到加工站。要求必须等的活塞杆回缩到尾端的时候，气缸A的活塞杆才能返回。按下启动按钮后能周期整个装置能周期运行，按下停止按钮后等该传动周期结束后程序结束。其动作过程是：气缸A伸出—气缸B伸出—气缸B缩回—气缸A缩回。3I/O点设置基于PLC的传送工作站顺序控制方法设计完成日期：2008-10-272/7根据设计需要设计I/O点，分配表如表1所示。表1启动按钮X000停止按钮X005A气缸伸出限位器X001A气缸伸出Y001B气缸伸出限位器X002B气缸伸出Y002B气缸缩回限位器X003B气缸缩回Y003A气缸缩回限位器X004A气缸缩回Y0044系统程序设计图2由设计要求可知程序运行分为4步，如图2所示。按下启动按钮X000后，气缸A伸出，伸出到位后,气缸B伸出，伸出到位后,气缸B缩回，缩回到位后,气缸A缩回。用顺序功能图能较直观的表现系统的运行过程，在此基础上设计梯形图就变得较为方便。所以在PLC的程序设计过程中，顺序功能图的设计是一个必不可少的环节。4.1使用起保停电路方式的程序设计法使用起保停电路的梯形图程序如图3所示。X000X002X003Y003Y002X004X001Y004Y001基于PLC的传送工作站顺序控制方法设计完成日期：2008-10-273/7图3按下启动按钮X000后，气缸A伸出，伸出到位后X001工作，气缸A伸出停止，气缸B伸出，伸出到位后X002工作，气缸B伸出停止，气缸B缩回，缩回到位后X003工作，气缸B缩回停止，气缸A缩回，缩回到位后X004工作，气缸A缩回停止，进入下一次工作周期，依次循环。按下停止按钮X005后，程序在这次工作周期结束后停止，不进入下一次循环。起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，对于有一定电工基础的初学者特别容易上手，因此得到了广泛的应用。这种编程方法通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的PLC改造过程中应用较多。4.2置位/复位指令程序设计法使用置位/复位指令设计的梯形图程序，如图4所示。基于PLC的传送工作站顺序控制方法设计完成日期：2008-10-274/7图4按下启动X000按钮，辅助继电器M0工作，气缸A伸出状态置位1工作，伸出到位后X001工作，气缸A伸出状态复位0停止，气缸B伸出状态置位1工作，伸出到位后X002工作，气缸B伸出状态复位0停止，气缸B缩回状态置位1工作，缩回到位后X003工作，气缸B缩回状态复位0停止，气缸A缩回状态置位1工作，缩回到位后X004工作，气缸A缩回状态复位0停止，进入下一次工作周期，依次循环。按下停止按钮X005后，辅助继电器M0停止，程序在这次工作周期结束后停止，不进入下一次循环。这种设计法是利用置位/复位指令的保持功能来替代起保停电路中的自锁部分，使程序更加简单化，对简单顺序控制系统也可直接对输出继电器置位或复位。该方法无需再增加内部继电器来对气缸的运行状态进行保持，逻辑顺序转换关系十分明确，对于初学者编程时，更加容易理解和掌握。值得注意的是此上两种方法要是应用在要求一通电气缸就回初始状态的传送工作台顺序控制中，就会出现输出线圈编号重复的问题，需加辅助继电器来实现。4.3步进指令程序设计法使用步进指令设计的梯形图程序，如图5所示。基于PLC的传送工作站顺序控制方法设计完成日期：2008-10-275/7图5系统一得电，进入准备步S0。按下启动按钮X000后，进入S20程序步，气缸A伸出。伸出到位后X001工作，进入S21程序步，气缸A伸出停止，气缸B伸出。伸出到位后X002工作，进入S22程序步，气缸B伸出停止，气缸B缩回。缩回到位后X003工作，进入S23程序步，气缸B缩回停止，气缸A缩回。缩回到位后X004工作，进入S0程序步，气缸A缩回停止，进入下一次工作周期，依次循环。按下停止按钮X005后，程序进入S0后停止，不进入下一次工作周期。基于PLC的传送工作站顺序控制方法设计完成日期：2008-10-276/7步进指令是专门为顺序控制设计提供的指令，步进指令按严格的顺序分别执行各个程序段，每个步进程序段都是相对独立的，只有执行完前一段程序后，下一段程序才能被激活。在执行下一段程序之前，PLC要将此前步进过程复位，为下一段程序的执行做准备。这种编程方法较易接受和掌握，对于有经验的工程师，也会提高设计效率，程序的调试、修改和阅读也很容易，使用方便，在顺序控制设计中应优先考虑,该法在工业自动化控制中应用较多。在同一程序步中所用的输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等都不允许出现相同编号，否则按出错处理。而在不同的程序步中出现输出元件编号相同则没有关系，这与前面两种设计方法相比较就体现出了使用步进指令的优越性。4.4移位指令程序设计法使用移位指令设计的梯形图程序，如图6所示。图6使用位左移SFTL指令使位元件中的状态向左移动。当按下启动按钮开关X000后，M0位的状态变为1并移到Y0位，Y0位的状态0移到Y1位，Y1位的状态0移到Y2位，Y2位的状态0移到Y3位，Y3位的状态0溢出，气缸A伸出，伸出到位后X001工作。M0位的状态0移到Y0位，Y0位的状态1移到Y1位，Y1位的状态0移到Y2位，Y2位的状态0移到Y3位，Y3位的状态0溢出，气缸A伸出停止，气缸B伸出，伸出到位后X002工作。M0位的状态0移到Y0位，Y0位的状态0移到Y1位，Y1位的状态1移到Y2位，Y2位的状态0移到Y3位，Y3位的状态0溢出，气缸B伸出停止，气缸B缩回，缩回到位后X003工作。M0位的状态0移到Y0位，Y0位的状态0移到Y1位，Y1位的状态0移到Y2位，Y2位的状态1移到Y3位，Y3位的状态0溢出，气缸B缩回停止，气缸A缩回，缩基于PLC的传送工作站顺序控制方法设计完成日期：2008-10-277/7回到位后X004工作，进入下一次工作周期，依次循环。按下停止按钮X005后，程序运行至此结束，不进入下一次工作周期。该方法设计的梯形图看起来简洁，设计的效率也得到进一步的提高，也易被理解和接受。与上三种设计方法相比，移位指令程序设计法图形最简单，逻辑最清晰,对于有一定PLC基础的使用者来说,掌握这种方法可以大大提高顺序控制PLC程序设计和编辑的速。这这种设计方法不仅可以用于传送工作台控制电路中，在彩灯顺序控制电路中的应用也十分广泛。5结束语本文提出基于传送工作站顺序控制系统的四种PLC程序设计方法各有特点，在实际应用中，可根据实际情况选择一种来设计程序，以适应不同场合的控制要求。实践表明，这些程序设计方法很容易被设计者接受和掌握，用它们可以得心应手地设计出任意复杂的顺序控制程序，从而提高设计的效率和缩短生产周期。参考文献：[1]廖常初.FX系列PLC编程及应用[M]．北京：机械工业出版社,2005[2]钟肇新.可编程序控制器原理及应用[M]．广州：华南理工大学出版社，2008[3]岳庆来.变频器、可编程序控制器及触摸屏综合应用技术[M]．北京：机械工业出版社，2006