水淑敏 郭炳勝

改造或維修工廠電氣設(shè)備時(shí)，經(jīng)常需要增加一些I/O點(diǎn)數(shù)少或邏輯功能簡(jiǎn)單的電氣控制，如機(jī)床簡(jiǎn)單動(dòng)作、自動(dòng)電動(dòng)門(mén)、車(chē)庫(kù)門(mén)等。若全部通過(guò)繼電器連接組合實(shí)現(xiàn)，則線路復(fù)雜且靈活性差，使用PLC又大材小用，此時(shí)LOGO！的經(jīng)濟(jì)和方便性就凸顯出來(lái)。

一、LOGO！簡(jiǎn)介

LOGO！是西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)的小型通用邏輯模塊，可替代一組繁瑣的繼電器。LOGO！輕松軟件（LOGO！Soft Comfort 4.0）是基于PC機(jī)的編程軟件包，LOGO！編程就是采用軟件規(guī)定的邏輯符號(hào)畫(huà)出邏輯關(guān)系圖（圖1）。LOGO！輕松軟件可仿真程序運(yùn)行狀態(tài)，和程序在LOGO！中運(yùn)行效果一樣，方便程序調(diào)試。程序調(diào)試完畢通過(guò)程序模塊或PC電纜將程序裝載至LOGO！，以后更改程序，不必重新接線，只需按幾下按鈕或插入幾個(gè)程序模塊。

二、LOGO！應(yīng)用

1.問(wèn)題的提出

寶碩新型建筑材料有限公司引進(jìn)德國(guó)REIMELT公司混料系統(tǒng)（包括自動(dòng)上料系統(tǒng)），擠出機(jī)供料裝置采用真空上料方式，由真空泵提供動(dòng)力。系統(tǒng)共使用6臺(tái)真空泵和15臺(tái)吸料器（根據(jù)產(chǎn)能，1臺(tái)真空泵負(fù)責(zé)2～4條線的自動(dòng)上料），用于1#～15#擠出生產(chǎn)線自動(dòng)供料，所有信號(hào)均由中央控制室S5 PLC控制。目前新增兩條擠出生產(chǎn)線，而混料系統(tǒng)未預(yù)留控制接口和吸料器，因此要相應(yīng)增加0#、16#線吸料器。經(jīng)計(jì)算混料系統(tǒng)供料能力，1#、2#線共用的真空泵和13#～15#線共用的真空泵可分別為0#、16#線吸料器提供動(dòng)力，2#線物料管路同時(shí)供應(yīng)0#線，15#線物料管路同時(shí)供應(yīng)16#線，完全不影響原上料系統(tǒng)供料能力。

2.控制方案

為實(shí)現(xiàn)PLC統(tǒng)一控制0#、16#線吸料器，以下方案可供選擇：①修改進(jìn)口控制系統(tǒng)復(fù)雜的PLC程序，依公司現(xiàn)有技術(shù)水平，這樣可能影響整個(gè)混料系統(tǒng)正常工作。②外包，至少需要30萬(wàn)元。③在不改動(dòng)原程序前提下，利用相鄰生產(chǎn)線信號(hào)，直接控制新增生產(chǎn)線，通過(guò)自行設(shè)計(jì)的控制裝置，識(shí)別、切換相鄰兩條線（0#、2#，15#、16#）上料等控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料。

最終決定采取方案3，下面以15#、16#線為例，闡述具體控制過(guò)程。當(dāng)15#線處于物料滿狀態(tài)且16#線有吸料請(qǐng)求時(shí)，切換15#線發(fā)給PLC的料位、閥門(mén)位置信號(hào)，使PLC認(rèn)為15#線需要吸料，同時(shí)將PLC輸出的物料閥門(mén)控制信號(hào)切換至16#線閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)16#線在PLC統(tǒng)一控制下自動(dòng)吸料?？紤]到15#線不能因16#線吸料而受到影響，因此不管16#線處于吸料還是滿料狀態(tài)，只要15#線需要吸料，所有信號(hào)和控制線路必須恢復(fù)原狀態(tài)。0#線和2#線控制過(guò)程相同。

上述控制雖然只需要3個(gè)輸入信號(hào)和4個(gè)輸出信號(hào)，但輸入輸出信號(hào)邏輯關(guān)系比較復(fù)雜，為此決定使用LOGO！12/24RC和繼電器配合實(shí)現(xiàn)。

3.改造實(shí)施

（1）控制電路（圖2）。繼電 器 K1，K2，K3 用 于 16#（0#）、15#（2#）吸料器管路閥門(mén)驅(qū)動(dòng)及位置信號(hào)切換，Q4用于物料管路故障，長(zhǎng)時(shí)間吸不到料時(shí)報(bào)警指示。為確保新增吸料器故障維修時(shí)不影響原系統(tǒng)工作，開(kāi)關(guān)F01、F02用于新增吸料器工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換，F(xiàn)01斷開(kāi)、F02閉合，16（#0#）吸料器自動(dòng)工作，反之吸料器停止并恢復(fù)原電路狀態(tài)。

（2）控制程序（圖3）。當(dāng)15#吸料器需要吸料時(shí)，I1信號(hào)為0，料倉(cāng)滿時(shí)，I1信號(hào)為1；無(wú)料時(shí)I3信號(hào)為0，有料時(shí)信號(hào)為1；料倉(cāng)有料時(shí)，I2觸點(diǎn)為斷開(kāi)狀態(tài)，信號(hào)為0，料用完時(shí)，在自身重力作用下回到閉合狀態(tài)，信號(hào)為1。初始工作狀態(tài)：15（#2#）吸料器料倉(cāng)有料，I1為1，16#（0#）吸料器料倉(cāng)中無(wú)料，I2為1，I3為0。

I2與I1的邏輯關(guān)系使Q2輸出為1，繼電器輸出切換16#（0#）吸料器至物料及真空管路。延時(shí)2s后，Q1輸出吸料請(qǐng)求信號(hào)（低電平有效）至PLC，真空泵啟動(dòng)，開(kāi)始16#（0#）吸料器20s上料過(guò)程。上料結(jié)束進(jìn)行6s反吹，反吹過(guò)程又使料倉(cāng)下料位器信號(hào)改變，開(kāi)始新一輪20s的吸料過(guò)程，直至上料位信號(hào)為1。吸料器吸料過(guò)程結(jié)束，此時(shí)Q2輸出為0，繼電器將物料及真空管路切換回15#（2#）吸料器。此時(shí)若15#（2#）吸料器需要吸料，則會(huì)由Q1輸出物料需求信號(hào)，由中央PLC系統(tǒng)為15#（2#）吸料器上料。但是無(wú)論15#（2#）吸料器是否完成上料，一旦16#（0#）料倉(cāng)需要上料，則搶先通過(guò)控制權(quán)，優(yōu)先上料，直到上料結(jié)束，15#（2#）吸料器才可繼續(xù)上料。Q4為上料超時(shí)報(bào)警，如果超過(guò)一定時(shí)間限制（程序中為4min），仍然得不到16#（0#）吸料器上料位滿料信號(hào)，則給出報(bào)警指示，提示操作人員檢查真空及物料輸送系統(tǒng)是否故障。

上述程序邏輯關(guān)系不太復(fù)雜，但時(shí)間互鎖關(guān)系較多，因此使用較多時(shí)間繼電器滿足各時(shí)序關(guān)系。程序編制完成可進(jìn)行軟件仿真了解程序如何運(yùn)行，熟悉各工作步驟之間關(guān)系。仿真結(jié)束通過(guò)計(jì)算機(jī)串行通信口，采用SIEMENS LOGO！專(zhuān)用通信線將程序下載至已經(jīng)接好線路的LOGO！，上電運(yùn)行，再次觀察實(shí)際運(yùn)行效果（程序在計(jì)算機(jī)已通過(guò)仿真運(yùn)行完成調(diào)試，在實(shí)際電路中一般不再調(diào)試）。