賈玉芬

(張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北張家口 075000)

0 前言

PLC是一種用程序來改變控制功能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它應(yīng)用面廣，功能強(qiáng)大，使用方便，是當(dāng)代工業(yè)自動化的主要設(shè)備之一，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)中。本文將S7-200系列PLC中的順序控制繼電器指令應(yīng)用于液體混合裝置的電氣控制系統(tǒng)中，并對其程序設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

1 液體混合裝置的電氣控制要求

圖1為兩種液體混合裝置，SL1、SL2、SL3 為液面?zhèn)鞲衅鳎好鍭、B閥門與混合液體閥門由電磁閥YV1、YV2、YV3控制，M為攪動電機(jī)。控制要求如下：按下啟動按鈕SB1，裝置投入運(yùn)行時，液體A閥門打開，液體A流入容器。當(dāng)液面到達(dá)SL2時，SL2接通，關(guān)閉液體A閥門，打開液體B閥門。液面達(dá)到SL1時，關(guān)閉液體B閥門，攪動電機(jī)開始攪拌。攪動電機(jī)工作6秒后停止攪動，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。當(dāng)液面下降到SL3時，SL3由接通變?yōu)閿嚅_；再過2秒后，容器放空，混合液閥門關(guān)閉，開始下一周期。

停止操作：按下停止按鈕SB2，在當(dāng)前工作周期的操作結(jié)束后，才停止操作，返回并停留在初始狀態(tài)。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

對此系統(tǒng)分析可知，其輸入信號有啟動按鈕、停止按鈕各一個，3個液面?zhèn)鞲衅?；輸出信號有電磁閥、接觸器線圈(即YV1～YV3三個、KM一個)。所以該P(yáng)LC控制系統(tǒng)需要輸入、輸出點(diǎn)數(shù)分別為5個和4個，綜上所述選用8個輸入點(diǎn)數(shù)、6個輸出點(diǎn)數(shù)的基本單元CPU222 (直流輸入、繼電器輸出，西門子S7-200系列PLC)，能滿足控制要求。其輸入、輸出(I/O)地址分配見表1；PLC控制系統(tǒng)的I/O接線圖如圖2。

表 1 液體混合裝置PLC控制輸入/輸出地址分配表

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)步驟如下：第一步，設(shè)計(jì)系統(tǒng)順序功能圖；第二步，根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)出梯形圖程序。

3.1 順序功能圖的設(shè)計(jì)

通過對此控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，可將該系統(tǒng)的一個工作周期劃分為6步，分別用S0.0；S0.1；S0.2；S0.3；S0.4；S0.5來代表各步，其中初始步為順序控制繼電器S0.0，其它順序控制繼電器代表各工作步。所設(shè)計(jì)的順序功能圖如圖3所示。

3.2 梯形圖的設(shè)計(jì)

根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖方法多種多樣，在此程序設(shè)計(jì)過程中采用了使用順序控制繼電器的設(shè)計(jì)方法。

用SM0.1(初始化脈沖信號)將初始步激活，只執(zhí)行S0.0對應(yīng)的SCR段；按下啟動按鈕SB1，I0.3為1態(tài)，指令“SCRT S0.1”對應(yīng)的線圈得電，使S0.1變?yōu)?狀態(tài)，操作系統(tǒng)使S0.0變?yōu)?狀態(tài)，系統(tǒng)從初始步轉(zhuǎn)換到S0.1這一步，只執(zhí)行S0.1對應(yīng)的SCR段；在該段中，SM0.0常開觸點(diǎn)閉合，Q0.0的線圈得電，YV1電磁閥打開，液體A流入容器。當(dāng)液面到達(dá)SL2時，SL2接通，即I0.1 為1態(tài)，指令“SCRT S0.2”對應(yīng)的線圈得電，使S0.2變?yōu)?狀態(tài)，操作系統(tǒng)使S0.1變?yōu)?狀態(tài)，系統(tǒng)從S0.1這一步轉(zhuǎn)換到S0.2，只執(zhí)行S0.2對應(yīng)的SCR段。依此類推，按順序功能圖設(shè)計(jì)的順序?qū)崿F(xiàn)自動轉(zhuǎn)換，通過這樣一步一步的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)控制要求。梯形圖程序如圖4所示。

結(jié)束語

本文將S7-200系列PLC中的順序控制繼電器指令應(yīng)用于液體混合裝置的電氣控制系統(tǒng)中，并對系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)計(jì)思路作了較為詳細(xì)的介紹，而且利用PLC模擬實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了驗(yàn)證。通過實(shí)驗(yàn)證明此系統(tǒng)滿足控制要求，體現(xiàn)出PLC程序設(shè)計(jì)的靈活性。

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