瑞控機(jī)械南京有限公司 210038

摘要：本文剖析了PLC控制程序中比較常見(jiàn)的邏輯控制的原理，這種控制方式在如今計(jì)算機(jī)控制技術(shù)日益普及的環(huán)境下有很大的技術(shù)缺陷存在，于是下文中提出了相應(yīng)的解決辦法，即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和指針控制，并對(duì)這兩種方式的特點(diǎn)進(jìn)行了比較。

關(guān)鍵詞：邏輯控制；PLC編程；結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；指針

PLC控制技術(shù)在20世紀(jì)80年代以后得到了工業(yè)控制方面的廣泛應(yīng)用，目前想要衡量一個(gè)企業(yè)的現(xiàn)代化水平，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用情況已經(jīng)成為了一個(gè)重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)。而對(duì)于企業(yè)以及其自動(dòng)控制方面的工作人員來(lái)說(shuō)，最需要考慮的就是如何將PLC控制手段充分的利用起來(lái)服務(wù)于生產(chǎn)工藝。

在世實(shí)際生產(chǎn)中，同一組設(shè)備可以采用不同的PLC方法進(jìn)行控制，不同控制方式出現(xiàn)的原因、過(guò)程以及利弊都是不一樣的，說(shuō)明在進(jìn)行PLC控制程序的編輯中，可以選擇一些適當(dāng)?shù)母呒?jí)編程語(yǔ)言技巧，用來(lái)補(bǔ)充PLC傳統(tǒng)的控制手段。

1提出問(wèn)題

傳統(tǒng)的電氣邏輯控制技術(shù)在不斷的發(fā)展中形成了PLC控制技術(shù)，所以邏輯控制是PLC用戶控制程序中最基礎(chǔ)的，同時(shí)對(duì)單體設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行控制也是效果最好的。只要對(duì)設(shè)備的位置位置反饋信號(hào)或者運(yùn)行情況反饋信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單的收集，就可以以工藝要求為依據(jù)對(duì)設(shè)備下達(dá)邏輯指令，例如“與”“非”“或”等，然后實(shí)現(xiàn)停止、啟動(dòng)等具體的操作控制。不過(guò)在實(shí)際操作的時(shí)候需要OS操作站實(shí)時(shí)進(jìn)行手動(dòng)操作和人工監(jiān)控。

例如圖1中的A、B兩個(gè)馬達(dá)，分別連接著PLC的反饋信號(hào)（Aa，Ab）和控制信號(hào)（Oa，Ob）。假如工藝對(duì)其的要求是兩臺(tái)馬達(dá)必須分開(kāi)工作，那么當(dāng)操作工人使用OS操作站進(jìn)行馬達(dá)A的啟動(dòng)時(shí)，PLC就會(huì)向Oa發(fā)送啟動(dòng)命令，在收到了Aa反饋信號(hào)以后，程序會(huì)立即聯(lián)鎖馬達(dá)B，只有馬達(dá)A處于停止?fàn)顟B(tài)下才能允許馬達(dá)B運(yùn)行，反之啟動(dòng)馬達(dá)B也是一樣的。

圖1 PLC邏輯控制原理圖

然而在產(chǎn)品品質(zhì)的日益提升中，工藝也提出了更高的要求給PLC控制過(guò)程，如今生產(chǎn)過(guò)程中越來(lái)越普及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，通過(guò)控制計(jì)算機(jī)來(lái)發(fā)出操作指令和參數(shù)，然后由PLC進(jìn)行指令的接受并進(jìn)行自動(dòng)控制，操作工人主要是對(duì)其過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，避免出現(xiàn)意外情況。這種控制方式對(duì)于PLC來(lái)說(shuō)具有一定好處，就是人工的干擾大大降低了，PLC得以更為連續(xù)和穩(wěn)定的運(yùn)行，可以更加準(zhǔn)確并且技術(shù)的控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。但是這種控制方式對(duì)于PLC用戶程序的要求也更加高了，不能再使用簡(jiǎn)單的邏輯控制。因?yàn)镻LC的控制原理是將全部的控制程序在一個(gè)工作周期內(nèi)按順序全部進(jìn)行完，然后以程序的要求為依據(jù)采集并處理過(guò)程鏡像區(qū)中的外部輸入信號(hào)，然后將這些指令逐個(gè)通過(guò)控制程序發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)，等到下個(gè)工作周期才會(huì)采集其余的現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)。

例如在圖1中，馬達(dá)A、B在i周期的事后都是靜止的，并且都允許運(yùn)行，此時(shí)程序1要求對(duì)馬達(dá)A進(jìn)行啟動(dòng)，而程序2要求對(duì)馬達(dá)B進(jìn)行啟動(dòng)，那么馬達(dá)A在程序1的控制下啟動(dòng)了，卻沒(méi)有馬達(dá)A的反饋信號(hào)，那么程序2在這種情況下會(huì)默認(rèn)馬達(dá)B也是允許啟動(dòng)的所以也將馬達(dá)B啟動(dòng)，那么在這樣一個(gè)PLC運(yùn)行周期內(nèi)兩臺(tái)設(shè)備就同時(shí)啟動(dòng)了，而他們之間是聯(lián)鎖的，很大的影響了生產(chǎn)過(guò)程。

想要解決計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制帶來(lái)的這種故障，一個(gè)非常有效的方法是，對(duì)程序使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和指針來(lái)進(jìn)行控制。

2實(shí)例分析

煉鋼中有一個(gè)很重要的工序——物料添加，對(duì)于很多環(huán)節(jié)例如抽真空處理等上來(lái)說(shuō)都是必不可少的。如圖2我們可以看到，物料添加具體可以分為三大部分，其中稱重過(guò)程是從M到W的過(guò)程，若干個(gè)物料倉(cāng)M組合若干個(gè)稱重倉(cāng)W，形成了稱重線；運(yùn)輸過(guò)程是從W到傳輸帶或者溜槽，最終達(dá)到匯總斗；最后是加料過(guò)程，就是從匯總斗到鋼水。

圖2 物料添加過(guò)程示意圖

PLC在物料添加中的稱重過(guò)程，會(huì)依據(jù)過(guò)程計(jì)算機(jī)的指令，依照物料的名字和時(shí)間，來(lái)掃描所有的物料倉(cāng)M，將與下料工藝相符合的料倉(cāng)尋找出來(lái)并且進(jìn)行稱重過(guò)程的執(zhí)行。這個(gè)階段，一條稱重線在同一個(gè)時(shí)間內(nèi)允許振料的料倉(cāng)只有一個(gè)，如果稱重線不同那么振料可以同時(shí)進(jìn)行。

PLC在物料添加中的傳輸過(guò)程中，會(huì)依據(jù)過(guò)程計(jì)算機(jī)所下的指令，按照時(shí)間的要求來(lái)掃描所有的稱重斗W，將那些和下料工藝要求相符合的稱重斗尋找出來(lái)，然后進(jìn)行傳輸過(guò)程的執(zhí)行，同上面的稱重過(guò)程一樣，這一階段內(nèi)的同一時(shí)間，只有一個(gè)稱重斗允許進(jìn)行振料。

PLC在物料添加中的下料過(guò)程中，會(huì)依據(jù)過(guò)程計(jì)算機(jī)所下的指令，同樣按照時(shí)間的要求來(lái)發(fā)送加料指令給匯總斗。因?yàn)橹挥形ㄒ灰粋€(gè)匯總斗，并且加料的過(guò)程中匯總斗就是收尾的階段了，所以這個(gè)階段相比起稱重和傳輸過(guò)程來(lái)說(shuō)，就顯得更加便于控制。

鋼水的成分對(duì)于煉鋼工藝的影響是很大的，所以要求自然也非常嚴(yán)格，因此只有保證設(shè)計(jì)了良好的物料添加系統(tǒng)控制程序，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量過(guò)關(guān)。通過(guò)上文中提到的物料添加工序我們可以看出，在進(jìn)行稱重和傳輸?shù)倪^(guò)程中，很可能會(huì)出現(xiàn)上文中提到過(guò)的故障，所以系統(tǒng)的正常運(yùn)行僅僅依靠簡(jiǎn)單的邏輯控制是很難實(shí)現(xiàn)的。

3指數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的控制

在對(duì)PLC程序使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和指針進(jìn)行控制的時(shí)候，需要開(kāi)發(fā)兩個(gè)數(shù)據(jù)塊，DXa和DXc，分別應(yīng)用在稱重和運(yùn)輸過(guò)程中。其中DXa存放的是過(guò)程計(jì)算機(jī)下達(dá)的數(shù)據(jù)塊地址Mi，包含著同一時(shí)刻進(jìn)行下料的料倉(cāng)的相關(guān)內(nèi)容，或是存放著數(shù)據(jù)塊地址Wi，是在同一時(shí)刻允許到匯總斗的稱重斗的相關(guān)內(nèi)容；DXc中存放的是數(shù)據(jù)塊地址Mi和Wi，分別是關(guān)于接受啟動(dòng)指令下料的料倉(cāng)內(nèi)容以及稱重斗的相關(guān)內(nèi)容，詳情如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和指針控制圖

在結(jié)束了一輪鋼水處理過(guò)程后，PLC會(huì)自動(dòng)對(duì)DXa和DXc進(jìn)行處理，其中存放指針的數(shù)據(jù)字A0和C0會(huì)變?yōu)?，并且清零A1～Ai和C1中的內(nèi)容。在開(kāi)始新一輪的行鋼水處理以后，會(huì)自動(dòng)按照順序?qū)⒅羔楢0中的數(shù)值，通過(guò)計(jì)算機(jī)傳入的振料料倉(cāng)數(shù)據(jù)塊地址Mi填入DXa中的A1～Ai，并且注意相對(duì)應(yīng)的順序，指針I(yè)在每一個(gè)數(shù)據(jù)填入的時(shí)候自動(dòng)加1。在I個(gè)數(shù)據(jù)全部填完以后，會(huì)有下一批數(shù)據(jù)送入，然后程序再逐個(gè)指針內(nèi)的數(shù)值。

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