PLC工业控制的应用实例[精]

1第15章PLC工业控制的应用实例内容提要顺序起停多台电机控制、折板机控制十字路口交通灯控制、三种液体自动混合控制可编程序控制器在机械手控制中的应用可编程序控制器在组合机床控制中的应用215.1顺序启、停多台电动机控制顺序起、停多台电动机控制梯形图如图15.1所示。0001点接启动按钮，0002点接停止按钮，0003点接紧急停止按钮。启动时，0001触点接通辅助继电器1001并保持，同时预警回路发出声光信号。10s后，时间继电器TIM01动断触点断开预警回路，动合触点短时接通单数编号的输出继电器0501，0503，0505，其中只有0501得电并自保持。输出继电器0502，0504，0506是由时间继电器TIM02动合触点接通的，此时TIM02尚未得电，因此输出继电器0502，0504，0506不会得电。TIM01得电后随即失电，5s后TIM02短时接通，其动合触点同时接通双数编号的输出继电器0502，0504，0506，只有串联在0502回路中的0501动合触点接通，所以0502得电并自保。直到最后一台电动机启动后，动断触点0506断开1001线圈自保持回路，TIM01，TIM02不再工作，启动过程结束。3图15.1顺序启、停多台电动机4若需顺工艺流程方向依次停止，接通0002动合触点，使TIM03，TIM04轮流工作。当TIM03的动断触点断开时，它只能切断0506回路，0502，0504回路中TIM03动断触点被0503，0505动合触点短路，不能使0502，0504失电。0503，0505不受TIM03控制，故只有0506失电。等到TIM04工作时，只能断开0505，依次类推，直到切断0501为止。故障时，紧急停止按钮接通0003时，则可从前到后瞬间停运全线。TIM01，TIM02接通的时间间隔由电动机启动时间长短而定。TIM03，TIM04的时间间隔由输送设备长度和速度而定。515.2自动售货机控制自动售货机在投入硬币后能自动完成售货、找零等工作，其动作要求为：（1）可投入1，5或10元硬币。（2）当投入的硬币总值等于或超过12元时，汽水按钮指示灯亮；当投入的硬币总值超过15元时，汽水咖啡按钮指示灯都亮。（3）当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出7s后自动停止，在按钮同时的7s内，汽水指示灯闪烁动作。（4）当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出7s后自动停止，同时咖啡按钮指示灯闪烁7s。（5）若投入硬币总值超过按钮所需钱数（汽水12元，咖啡15元）时，找零指示灯亮，表示找零动作。815.3折板机控制U形板折板机可以把金属板成如图15.3(a)所示的形状。其结构示意图如图15.3所示。模板两端的形状不同，加工出来的U形板的折角形状就不同，折角的大小由左右的限位开关的位置决定。在气压的推动下，模板与模板座一起下移或上移，当模板下移压紧板料后，工作平台上的左、右折板在气压机构的推动下，把板料加工成U形。9图15.3U形板折板机的结构及动作示意图U形板折板机的加工工艺过程如图15.4所示。10图15.4折板机工艺流程图11折板机的控制分为单步和单周期两种方式。单步方式时，按一次操作按钮执行一个工作步。单周期时，按一次操作按钮连续完成组成一个加工周期的各工作步后自停，加工过程循环。模板下移和上移用双线圈的电磁阀控制。当一个线圈通电时模板上移，另一个线圈通电时模板下移。左、右折板上折和折回各用一个两线圈的电磁阀控制，当电磁阀的一个线圈通电时折板上折，另一个线圈通电时折板返回。两个折板必须都上折到位才能开始保压。折板机运行过程中可以停机。完成一个加工过程自动停机时，模板应在上方原位，左、右折板应返回到水平原位。停机再开机时，如果模板和左、右折板都在原位，但模板上移和折板的折回动作不能同时启动，以免两者发生摩擦而损坏模板和折板。自动运行和手动操作过程中，若按操作按钮时不应出现误动作。12折板机控制I/O分配如下。（1）输入端：操作按钮00000左折板上折限位开关00004方式选择开关00001右折板上折限位开关00005复位按钮00002模板下移限位开关00006启动/停车开关00003（2）输出端：模板下移电磁阀线圈01000左折板返回电磁阀线圈01003左折板上折电磁阀线圈01001右折板返回电磁阀线圈01004右折板上折电磁阀线圈01002模板上移电磁阀线圈01005折板机的梯形图如图15.5所示。折板机能完成复位、单周期加工、单步加工、误操作禁止控制。13图15.5U形板折板机梯形图141．复位复位操作是针对开机时若模板和折板不在原位进行的操作。在单步加工状态下（00001为OFF）可以进行复位操作，自动运行不能进行复位操作。按下复位按钮不放，移位寄存器211通道被复位，并且20004被置位，TIM002开始计时，0.5s后将HR0000置位，为板料加工做好准备。01003和01004均为ON，两个折板开始返回。为了避免模板和折板相互摩擦，要自折板开始返回1s后，再让模板启动上移，因此设置TIM004定时1s。TIM004定时1s到，模板开始上移。当模板和折板都返回原位时，可以松开复位按钮。152．单周期加工模板和折板都返回原位时，将剪好的板料放在平台上，接通单周期加工开关，动合触点00001闭合，使SFT的移位脉冲输入端接通，而单步运行方式被禁止。按一下操作按钮00000，第一次执行移位，21100和01000均为ON，则模板开始下移；20003为ON并通过20002将HR0000复位，使下一次移位时移位输入为“0”。模板下移到位压下限位开关00006。一方面，使01000为OFF，模板下移停止并压紧板料；另一方面，输入一个移位脉冲，使2100为OFF，21101为ON，于是01001和01002为ON，两个折板开始上折。当两个折板上折到位，压动限位开关00004和00005。使01001和01002均为OFF，折板上折停止；另外，当00004和00005均为ON时TIM003开始计时，进行2s保压。TIM003计时到，输入一个移位脉冲，使21101为OFF，21102为ON，则01003和01004均为ON，折板开始返回，TIM000进行折板返回计时。TIM003定时时间到，输入一个移位脉冲使21102为OFF，21103为ON，01003和01004为OFF，折板返回停止；01005为ON，使模板开始上移，TIM001开始对模板计时。TIM001计时到，输入一个移位脉冲使21103为OFF，21104为ON。其一，01005为OFF，模板上移停止；其二，TIM001为ON，将HR0000置位，为下一次加工做好准备。其三，21104为ON使移位寄存器复位。一块板材加工结束。163．单步加工单步加工应将方式开关拨在单步位，动合触点00001断开，自动方式被禁止，单步方式被允许。按一下操作按钮，00000为ON一次，输入一个移位脉冲，21100和01000均为ON。模板开始下移，同时20003为ON并通过20002将HR0000复位，使下一次移位时输入的是“0”；当模板下移到位压限位开关00006时，模板下移停止并压紧板料。再按一下操作按钮00000，又输入一个移位脉冲，21100为OFF，21101为ON。使01001和01002均为ON，两折板开始上折。折板上折到位压限位开关00004和00005，则01001和01002均为OFF，使折板上折停止，同时TIM003开始计时进行2s保压。2s后再按一下操作按钮，又输入一个移位脉冲，21101为OFF，21102为ON。于是折板开始返回，TIM000进行返回计时。TIM000计时到，01003和01004均为OFF，折板返回停止。再按一下操作按钮，又输入一个移位脉冲，21102为OFF，21103为ON。于是模板开始上移，TIM001开始模板上移计时。TIM001计时到，其一，输入一个移位脉冲，使21103为OFF，21104为ON，则01005为OFF，模板上移停止。其二，21104为ON使移位寄存器复位。其三，TIM001为ON将HR0000置位，为下一次加工做好准备。174．误操作的禁止（1）单步加工时误动作的禁止。所谓单步加工误动作禁止是指当按一下操作按钮，且正在执行某步加工的过程中又误按了一下操作按钮时，不会产生误动作。因为每一步启动时按一次按钮00000后，对应各个步，分别使01000，01001，01003，01005为ON，都能使20003为ON，其动断触点断开。所以在某步运行过程中误按操作按钮00000时，不会再输入移位脉冲，也就避免了误动作。另外，由手动开关产生的信号一般都可能产生抖动，如按一次按钮因抖动而连续发出几个脉冲信号。为了避免由这种现象造成的误动作，采取的措施是：将动断触点20003与00000串联，由于00000第一次ON就使20003为ON，其动断触点断开，这样00000的后几次ON就不会起作用了。18（2）单周期加工时误动作的禁止。当第一次按下操作按钮00000设备启动后，01000为ON，20003为ON，并通过20002将HR0000复位。由于00000与HR0000的动合触点串联后连接在移位寄存器的移位脉冲输入端，在整个加工过程中，由于HR0000的动合触点总是断开的，即使误按操作按钮00000，也不会产生错误的移位脉冲输入，所以由误按操作按钮而产生的误动作不会出现。在设备运行过程中，其他动作部件误撞动操作按钮的情况也是难免的。由上述分析可知，即使发生这种情况，也能避免误动作。1915.4十字路口交通灯控制图15.6所示是十字路口交通灯示意图。在十字路口的东、西、南、北各个方向装红、绿、黄灯各一套。交通信号灯正常时的时序图如图15.7所示。当启动开关接通时，首先是南、北红灯亮并维持25s，在南、北红灯亮的同时，东、西绿灯也亮，但只维持20s。到20s时，东、西绿灯闪亮3s后熄灭，东、西黄灯再亮2s，然后东、西黄灯熄灭，东、西红灯亮，同时南、北红灯熄灭，南、北绿灯亮。东、西红灯亮并维持30s。南、北绿灯亮并维持25s，到25s时，南、北绿灯闪亮3s后熄灭，南、北黄灯再亮2s。到2s时，南、北黄灯熄灭，南、北红灯亮，同时东、西红灯熄灭，东、西绿灯亮，开始第二周期的动作，以后周而复始地循环。绿灯或红灯闪亮的周期为1s（即亮0.5s，熄0.5s）。当启动开关断开时，所有信号灯熄灭。20图15.6十字路口交通信号灯示意图图15.7十字路口交通灯正常时序控制时序图21当发生急车要求强行通过时，急车强通控制时序图如图15.8所示。图15.8急车强通控制时序图22急车强通信号受急车强通开关的控制。有急车来时，将该方向急车强通开关接通，无论原来信号灯的状态如何，一律强制让急车方向的绿灯亮，使急车放行，直至急车通过为止。急车一过，将急车强通开关断开，信号灯的状态立即转为急车放行方向上的绿灯闪3次，随后按正常时序控制。急车强通信号只能响应一路方向的急车，若两个方向先后来急车，则响应先来的一方，随后再响应另一方。23十字路口交通灯控制I/O编号的分配如下。（1）输入端：启动开关00000南北急车强通开关00002东西急车强通开关00001（2）输出端：南北绿灯01000东西绿灯01004南北黄灯01001东西黄灯01005南北红灯01002东西红灯01006为了便于理解，首先编制正常时序控制程序，在此基础上再增加急车强通控制程序。241．正常时序控制程序正常时序控制的梯形图如图15.9所示。供信号灯闪光控制用的方波发生器是由定时器TIM505和IR继电器20100组成的，这个方波发生器产生周期为1s（接通0.5s，断开0.5s）的方波脉冲。当启动开关合上时，00000接通，使01002和01004接通，南北红灯亮、东西绿灯亮，TIM050开始计时（计时时间为20s），计时时间到，TIM050动合触点闭合，TIM050动断触点断开，通过20100，TIM051使01004按照20100的通断周期通断，东西绿灯闪光。TIM