劉紅，曾學(xué)淑

（云南機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械工程系，云南 昆明 650203）

PLC是為了實現(xiàn)工業(yè)自動化控制將計算機技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)、自動化技術(shù)融為一體的控制裝置。因PLC控制可靠性高、體積小和編程簡單、安裝維修方便、接線少這些優(yōu)點，企業(yè)自動化生產(chǎn)中都廣泛使用PLC技術(shù)。所以PLC技術(shù)在整個機電設(shè)備中有著重要作用，為了設(shè)備穩(wěn)定運行，對基于PLC控制機電設(shè)備進行安裝和調(diào)試也是必然選擇。

1 PLC機電控制系統(tǒng)原理

計算機技術(shù)現(xiàn)在得到極大發(fā)展，但是在工作環(huán)境惡劣的工廠，在抗干擾和可靠性這些方面都沒有得到良好的效果。PLC以其自己優(yōu)秀的性能在工業(yè)控制上得到廣泛使用。要想調(diào)試好PLC控制下的機電設(shè)備，一定要認真了解PLC的基本原理，現(xiàn)在從控制結(jié)構(gòu)入手詳細論述。

PLC控制結(jié)構(gòu)上主要有輸入輸出模塊、獨立電源、編程軟件、PLC/PC聯(lián)接、編程器、PLC這些部分。這些部分通過有機聯(lián)接組成完整的控制模塊。

系統(tǒng)編程語言，PLC主要是為工業(yè)控制進行開發(fā)的，同時也主要針對電氣技術(shù)員。從適應(yīng)掌握能力入手，經(jīng)常使用面向問題的自然語言。主要有梯形圖、邏輯功能圖、邏輯方程以及布爾代數(shù)這些語言。

在調(diào)試過程中一定要認識到，PLC是整個系統(tǒng)的中心，所有配置和功能都是圍繞PLC展開。其中PLC的性能主要是由CPU決定，使用哪種語言和通信單元這些都是其決定。

2 PLC機電控制系統(tǒng)設(shè)計和安裝調(diào)試

（1）輸入輸出模塊的設(shè)計。PLC主要控制對象是工業(yè)設(shè)備，工作環(huán)境是工業(yè)現(xiàn)場，主要是通過I/O接口實現(xiàn)連接。在控制器上都有輸入通道，每個通道上有輸入點。在輸入端子中除了有普通端子之外也有高速計數(shù)端子。這些端子都可以輸入開關(guān)量或者模擬量，在輸入模擬量過程中要使用特殊功能的模塊。輸出上也是由輸出通道和端子組成，輸出的電流最小為10mA，最大可以達到2A，這種電流一般驅(qū)動都可以滿足。在驅(qū)動需要更大的電流時可以通過中間繼電器驅(qū)動負載。輸出端子主要是通過彩排線、專用臺階座插，通過輸出端子直接引入系統(tǒng)面板，一個端子對應(yīng)一個插孔。在設(shè)計好控制程序之后可以在計算機上進行模擬，使用模擬軟件，也可以將二極管作為負載進行驗證，這樣的方式確認模擬控制邏輯是否正確。這樣對系統(tǒng)研發(fā)來講可以縮減周期和經(jīng)費。

（2）電源模塊。在設(shè)計電源時，很多PLC上都有24V電源。使用的電源中除了有交流電源之外也有直流電源。交流電中很多都是單向交流介入電源端子，中間一定都有設(shè)置交流開關(guān)和保險。除了24V也有使用5V直流電源，這種主要是為模擬負載提供。

（3）設(shè)計中保證可靠性?？煽啃灾饕謨刹糠?，第一，設(shè)計和使用的科學(xué)合理。第二，軟件和硬件的保護以及抗干擾能力。在硬件上主要有兩個保險，同時保證電源小于2A。同時依照不同的干擾類型主要使用功能兩種方式。第一是內(nèi)部干擾，這種主要是因為配置方式以及元件質(zhì)量問題，造成硬故障。第二是外部干擾這種干擾主要是強電設(shè)備侵入造成，同時這種干擾也較為復(fù)雜。

（4）因此，在安裝調(diào)試時可以從提供可靠的電源和抗干擾這些角度進行分析。要檢查是否是外圍信號和模塊不配適的問題，同時也可以減少外圍設(shè)備的中間環(huán)節(jié)，這樣的方式減少電氣干擾。發(fā)現(xiàn)PLC有控制較大功率電機時，一定要在輸入點接好屏蔽繼電器，這樣可以對電機回路通斷電弧進行隔離，也可以減少電機在頻繁啟停后出現(xiàn)電磁干擾。

在安裝過程中，模擬信號輸入電纜很多都是選擇屏蔽電纜加信號隔離器，使用這樣的方法抑制電磁干擾。同時在布線過程中一定要將各種電纜分開布置。同時對于模塊系統(tǒng)的接地端子LG，一定不能接地，在受到電磁干擾十分嚴重時，可以使用專用接地。

軟件調(diào)試。系統(tǒng)中有開機自動檢測程序，在開機之后以及系統(tǒng)自檢開關(guān)執(zhí)行自檢，也可以依照指示燈是否正常進行判斷。在軟件中輸入去抖動程序。這樣可以避免出現(xiàn)在按鈕作為輸入信號時，產(chǎn)生抖動的問題。

在調(diào)試時可以編制故障判斷程序，在施工過程中，經(jīng)常會發(fā)生連續(xù)故障的問題，假如可以知道第一故障，這樣對問題分析將十分有幫助。同時也可以編制裝填監(jiān)測程序，依據(jù)系統(tǒng)中的控制邏輯，編好監(jiān)視系統(tǒng)。

3 案例分析

在案例中，設(shè)備的安裝和調(diào)試主要為機械手的安裝和調(diào)試，程序設(shè)計主要為機械手PLC控制部分，物料輸送、分揀這些單元的調(diào)試和安裝，調(diào)制變頻器參數(shù)，選擇傳感器等，具體的調(diào)試如下。

（1）自動線路設(shè)備控制要求。第一，初始位置，在通電和氣之后機械手臂要完成伸縮、手臂上抬、指關(guān)節(jié)放松、接卸手放在限制位，退料氣缸逐漸縮回，紅色警示報警。第二，打開啟動開關(guān)，紅色警報燈和綠色警報燈同時亮起，料盤不斷轉(zhuǎn)動，拔桿將物料送入料盤出口相關(guān)料臺上。這時料臺中的傳感器便會接到信號，同時料盤電機停止。驅(qū)動機械手將物料全部輸送到皮帶頂落料口。這樣料臺在沒有物料之后料盤電機便不斷轉(zhuǎn)動進行送料，這樣形成循環(huán)。第三，落料口的光電傳感器只有在檢測到物料之后才會驅(qū)動變頻器，電動機會使用12Hz頻率驅(qū)動傳送帶進行由左往右的傳動。金屬物料進入料槽1，白色垃圾塑料進入料槽2，黑色塑料進入料槽3。第四，皮帶在啟動之后，在30s之內(nèi)沒有檢測到物料時，變頻器將會停止，同時蜂鳴器開始響起。第五，在按下停止之后，設(shè)備便會完成單循環(huán)，之后便停止工作。

（2）生產(chǎn)線PLC控制程序設(shè)計?？傮w方式，考慮到機械手的動作較為復(fù)雜，使用基本指令較難實現(xiàn)，因此使用順控指令編程。順控指令思路較為清晰，層次分明，在對復(fù)雜線路各部分編程時修改方便。將機械手動作分為四大步走，有初始位，抓料和放料，以及旋轉(zhuǎn)到初始位，物料在輸送以及推料時使用S、R編寫指令。

（3）變頻器設(shè)置參數(shù)進行接線。主要使用SIEMENS MN420變頻器，這些擁有較高運行可靠性以及多樣性。在前期調(diào)研中了解MM420基礎(chǔ)變頻結(jié)構(gòu)，同時也可以掌握好參數(shù)設(shè)置調(diào)試的方式。

變頻器在參數(shù)設(shè)置以及接線上的要點。第一，設(shè)置好P0010 30和P0970 1之后，一定要等三分鐘，之后才可以進行參數(shù)設(shè)置。第二，變頻器接線時一般都是三相電源，分別為L1、L2、L3、PE，這時注意好PE保護接地不能和N線混淆使用同一根線。出現(xiàn)問題之后空氣開關(guān)將會自動斷電。第三，U、V、W都是電動機線，接線為82、83、84，保護接地線為81號線。第四，將5W旋鈕開關(guān)向左撥動，電機進入調(diào)試狀態(tài)。運行過程中假如發(fā)現(xiàn)電機出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，只要任意轉(zhuǎn)換電動機線便可以。調(diào)試之后，將5號6號7號開關(guān)全部都放到右邊。第五，變頻器中5W接PLC中的Q1．5。同時在發(fā)現(xiàn)變頻器5、6、7和PLC輸入口有連線時，一定不能撥動旋轉(zhuǎn)開關(guān)，這樣避免發(fā)生電源疊加進而燒壞電氣。

（4）電路電氣安裝和調(diào)試。整個電路系統(tǒng)中，接線很多，依據(jù)模塊設(shè)計的原理圖主要將電路分為三大部分進行分析。輸入接線，生產(chǎn)線中輸入部分不算啟動和停止之外一共有7個傳感器，11個磁性開關(guān)。磁性開關(guān)藍線接在DC24V-上，棕線接在PLC中I口位置。傳感器棕線接入DC24V+，藍線DC24V-黑線在PLC中I位置。輸出部分。在輸出部分主要為蜂鳴器和指示燈、轉(zhuǎn)盤電機以及變頻器機械手、退料中的電磁閥。電源與PLC之間的接線。一般情況下PLC輸入電源時使用自身24V電源，在輸出部分便是使用單獨供電。實訓(xùn)臺上使用24V、3A電源，這樣才可以滿足輸出和輸入中的電源需求。因此使用輸入和輸出共同使用一套電源的方案，這樣才可以避免出現(xiàn)因為接線錯誤導(dǎo)致PLC中的內(nèi)外電源出現(xiàn)疊加。

在接線中要依照設(shè)計圖紙，逐一接線，在接線中由于24V線較多，在端子上容易混淆，因此要在接好之后進行重復(fù)檢查。在拔線時要保證是在斷電狀態(tài)下進行。同時要檢查設(shè)備上每個元件，其中主要為傳感器和電磁閥、電動機、磁性開關(guān)。依據(jù)接線圖接好后，打掃衛(wèi)生，確保沒有雜質(zhì)和污穢，這樣才可以通電。正常狀態(tài)下傳感器尾發(fā)光管沒有閃亮則表示繼電器沒有動作。使用金屬物靠近傳感器之后發(fā)光管閃亮，繼電器中的觸電發(fā)生動作，這也可以說明傳感器自身良好。

4 結(jié)語

PLC控制是近幾年逐漸興起的新技術(shù)，適用范圍十分廣泛，可靠性高，外圍設(shè)備在連接和抗干擾這些方面都有很強的能力。因為這些優(yōu)點使得企業(yè)中很多都使用這種技術(shù)，只要保證良好的安裝和調(diào)試，便可以發(fā)揮出PLC控制電機的優(yōu)勢。

參考文獻：

[1]張曉霞．基于PLC控制的機電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試[J]．價值工程,2017,36(6):96-98．

[2]王建業(yè),于飛．基于PLC控制的機電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試[J]．工程技術(shù):文摘版:125．

[3]鮑江超．機電一體化設(shè)備安裝與調(diào)試探析[J]．城市建設(shè)理論研究:電子版,2015,5(13):23-24．