吳濤

(昆山開(kāi)放大學(xué)，江蘇昆山215316)

用PLC設(shè)計(jì)一個(gè)小型抽屜控制系統(tǒng)

吳濤

(昆山開(kāi)放大學(xué)，江蘇昆山215316)

通過(guò)一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目例子制作一個(gè)符合規(guī)定要求的控制程序，重點(diǎn)介紹三菱PLC如何設(shè)計(jì)出符合項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求程序的方法，以及如何充分利用三菱PLC其內(nèi)部元件編寫(xiě)程序。

直流電源；互鎖；正反轉(zhuǎn)；光電開(kāi)關(guān)；PLC

0 引言

三菱PLC因其內(nèi)部軟元件豐富，入門(mén)比較容易等特點(diǎn)，從而在目前的小型設(shè)備改造市場(chǎng)中占有一席之地。下面以一個(gè)具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)例來(lái)說(shuō)明三菱PLC如何設(shè)計(jì)出符合項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求程序及外圍電路。

1 小型電氣設(shè)備項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求

1.1 通過(guò)4個(gè)常開(kāi)按鈕控制三個(gè)抽屜的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，三個(gè)抽屜有三個(gè)直流電機(jī)控制其打開(kāi)和關(guān)閉，直流電機(jī)內(nèi)置放大電路，通過(guò)改變通過(guò)直流電機(jī)的電壓的方向來(lái)控制抽屜的打開(kāi)和關(guān)閉。每個(gè)抽屜有兩個(gè)光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)來(lái)對(duì)抽屜是關(guān)閉還是打開(kāi)的。

1.2 PLC一通電時(shí)正常情況下三個(gè)抽屜都是自動(dòng)關(guān)閉，若三個(gè)抽屜只要有一個(gè)不是關(guān)閉的，則要把三個(gè)抽屜關(guān)閉后才能進(jìn)行下一步操作。

1.3 按下常開(kāi)按鈕1，其他二個(gè)抽屜如果有打開(kāi)的，則關(guān)閉，抽屜1打開(kāi)。

1.4 按下常開(kāi)按鈕2，其他二個(gè)抽屜如果有打開(kāi)的，則關(guān)閉，抽屜2打開(kāi)。

1.5 按下常開(kāi)按鈕3，其他二個(gè)抽屜如果有打開(kāi)的，則關(guān)閉，抽屜3打開(kāi)。

1.6 按下常開(kāi)按鈕4，所有抽屜如果有打開(kāi)的，則都要關(guān)閉。

1.7 所有抽屜打開(kāi)與關(guān)閉都要有指示。

2 項(xiàng)目控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 根據(jù)項(xiàng)目的控制要求，PLC的I/O分配如下表1所示：

2.2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)PLC電氣原理圖

分析項(xiàng)目設(shè)計(jì)的控制要求可知，控制這三個(gè)抽屜的直流電動(dòng)機(jī)的具有正反轉(zhuǎn)功能，由于直流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)是通過(guò)改變加在直流電動(dòng)機(jī)上的電壓方向?qū)崿F(xiàn)，我用一個(gè)中間繼電器的二個(gè)輔助常開(kāi)開(kāi)關(guān)控制一個(gè)方向電壓給直流電動(dòng)機(jī)從而控制其正轉(zhuǎn)，另外一個(gè)中間繼電器的二個(gè)輔助常開(kāi)開(kāi)關(guān)控制另外一個(gè)方向電壓給直流電動(dòng)機(jī)從而控制其反轉(zhuǎn)。完整的電氣原理圖如圖1所示。

2.3 項(xiàng)目設(shè)計(jì)PLC控制程序

根據(jù)上面的控制要求我進(jìn)行設(shè)計(jì)出下面的控制程序，限于篇幅，沒(méi)有給出梯形圖，而給出了實(shí)現(xiàn)該控制程序的指令表如表2所示。

3 項(xiàng)目設(shè)計(jì)PLC外部電氣原理圖分析

3.1 保護(hù)功能

表1 PLC的I/O分配表

圖1

表2 控制程序的指令表

在圖1所示項(xiàng)目設(shè)計(jì)電氣原理圖中，大部分電氣元器件是和PLC連接在一起的，只有幾個(gè)中間繼電器的觸點(diǎn)和直流電機(jī)連接在一起。我用斷路器給PLC和直流電機(jī)提供短路及輕度過(guò)載保護(hù)。用熔斷器給中間繼電器和指示燈提供過(guò)載保護(hù)。

3.2 互鎖保護(hù)功能

所控制三臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，用KA1的二對(duì)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)控制1號(hào)直流電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)，用來(lái)控制1號(hào)抽屜的打開(kāi)，用KA2的二對(duì)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)控制1號(hào)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)，用來(lái)控制1號(hào)抽屜的關(guān)閉，同時(shí)KA1和KA2之間在程序上和外部硬件都有互鎖保護(hù)功能；用KA3的二對(duì)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)控制2號(hào)直流電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)，用來(lái)控制2號(hào)抽屜的打開(kāi)，用KA4的二對(duì)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)控制2號(hào)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)，用來(lái)控制2號(hào)抽屜的關(guān)閉，同時(shí)KA3和KA4之間在程序上和外部硬件都有互鎖保護(hù)功能；用KA5的二對(duì)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)控制3號(hào)直流電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)，用來(lái)控制3號(hào)抽屜的打開(kāi)，用KA6的二對(duì)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)控制3號(hào)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)，用來(lái)控制3號(hào)抽屜的關(guān)閉，同時(shí)KA5和KA6之間在程序上和外部硬件都有互鎖保護(hù)功能；

3.3 低電壓供電

由于判斷三個(gè)抽屜的開(kāi)與關(guān)，用了六個(gè)光電開(kāi)關(guān)，而光電開(kāi)關(guān)采用是直流24V供電，為了充分利用24V直流電流，把所有中間繼電器及相關(guān)指示燈全部變成24V供電。電源供電電壓的降低也有利于保護(hù)操作設(shè)備使用者的安全。

4 控制程序分析

將QS合上，給整個(gè)系統(tǒng)供電。當(dāng)PLC從停止到運(yùn)行的瞬間，M8002接通進(jìn)入S0步，在S0步先對(duì)所有的輸出Y0到Y(jié)6時(shí)行復(fù)位，然后進(jìn)行判斷三個(gè)抽屜都是關(guān)閉的，抽屜1關(guān)閉則壓合X6；抽屜2關(guān)閉則壓合X10；抽屜3關(guān)閉則壓合X12。X6、X10和X12三個(gè)光電開(kāi)關(guān)全部閉合，則表示三個(gè)全部是抽屜是關(guān)閉的，此時(shí)去S30步執(zhí)行下一步操作；若X6、X10和X12三個(gè)光電開(kāi)關(guān)只要有一個(gè)沒(méi)有閉合，也就是說(shuō)可能有一個(gè)以上抽屜沒(méi)有閉合，則轉(zhuǎn)到S20步去執(zhí)行所有抽屜關(guān)閉任務(wù)，任務(wù)完成后再轉(zhuǎn)回到S30步；在S30步進(jìn)行判斷是SB1、SB2、SB3和SB4哪一個(gè)按鈕被按下，SB1和PLC輸入點(diǎn)X0連接，SB2和PLC輸入點(diǎn)X1連接，SB3和PLC輸入點(diǎn)X2連接，SB4和PLC輸入點(diǎn)X3連接，當(dāng)X0接通時(shí)，則轉(zhuǎn)到S40步執(zhí)行程序，在S40步中打開(kāi)抽屜1，其他二個(gè)抽屜如果有打開(kāi)的，則關(guān)閉，執(zhí)行完成后則轉(zhuǎn)到S20步；當(dāng)X1接通時(shí)，則轉(zhuǎn)到S50步執(zhí)行程序，在S50步中打開(kāi)抽屜2，其他二個(gè)抽屜如果有打開(kāi)的，則關(guān)閉，執(zhí)行完成后則轉(zhuǎn)到S20步；當(dāng)X2接通時(shí)，則轉(zhuǎn)到S60步執(zhí)行程序，在S60步中打開(kāi)抽屜3，其他二個(gè)抽屜如果有打開(kāi)的，則關(guān)閉，執(zhí)行完成后則轉(zhuǎn)到S20步；當(dāng)X3接通時(shí)，則直接轉(zhuǎn)到S20步執(zhí)行程序，在S20步中讓所有抽屜關(guān)閉。最后只要將所有抽屜的動(dòng)作用指示燈指示出來(lái)，用Y10控制HL1指示燈指示1號(hào)抽屜打開(kāi)；用Y11控制HL2指示燈指示1號(hào)抽屜關(guān)閉；用Y12控制HL3指示燈指示2號(hào)抽屜打開(kāi)；用Y13控制HL4指示燈指示2號(hào)抽屜關(guān)閉；用Y14控制HL5指示燈指示3號(hào)抽屜打開(kāi)；用Y15控制HL6指示燈指示3號(hào)抽屜關(guān)閉。為什么在這個(gè)地方?jīng)]有用連續(xù)的輸出點(diǎn)，關(guān)鍵在于便于使用功能指令MOV K2Y0 K2Y10 讓Y0到Y(jié)7所有輸出傳遞給Y10到Y(jié)17，這樣的話就可以節(jié)省程序。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上面的項(xiàng)目電氣原理圖分析和控制程序分析，再加上GX－WORK2軟件的仿真，最后到把實(shí)際電路做出來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，所有設(shè)計(jì)要求都符合項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求。且控制柜也可以做到很小，外圍線路也不是很多。

[1]向曉漢編.三菱FX系列PLC完全精通教程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

[2]張豪著.三菱PLC應(yīng)用案例解析[M].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

[3]楊后川編著.三菱PLC應(yīng)用100例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.

[4]李金城編著.三菱FX系列PLC定位控制應(yīng)用技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2014.

[5]高安邦編著.三菱FX/A/Q系列PLC自學(xué)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2013.

（編輯 文新梅）

Design a Small Drawer Control System with PLC

WUTao
（Kunshan Open University，Kunshan 215316,China)

Through a practical project example,make a control program with the specified requirements.It mainlyfocus on the introduction that howmitsubishi PLC design the method that conforms to the requirements of the project design program,and howtomake full use ofthe mitsubishi PLCprogram’s internal components towrite programms.

DCpower supply;interlock;positive&negative rotation;photoelectric switch;PLC

G712

B

1672-0601（2015）09-0099-03

2015-07-13

吳濤，女，1980年2月出生，工學(xué)學(xué)士，講師，主要研究方向電氣技術(shù)教育。