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PLC與文本屏、編碼器、變頻器程序實例之二 ——彩鋼瓦裁切控制程序

放大字體  縮小字體 發布日期:2012-06-13  瀏覽次數:4808
核心提示:PLC與文本屏、編碼器、變頻器程序實例之二彩鋼瓦裁切控制程序5.4.1系統配線及控制原理:彩鋼瓦是一種建筑材料,出廠成型料長度是
PLC與文本屏、編碼器、變頻器程序實例之二
——彩鋼瓦裁切控制程序
5.4.1系統配線及控制原理:
彩鋼瓦是一種建筑材料,出廠成型料長度是固定的(如15米),客戶需要的卻是長度不一的材料。如一客戶需要長度為12米的5根,長度5米的10根,長度為8米的3根。如用人工裁切,每根長度都需測量,費時費力。用PLC、文本屏、變頻器控制實施自動裁切,操作工只要將此三種裁切長度值和裁切數量值從文本屏畫面輸入,設備就會自動切出這三種長度規格的彩鋼瓦來。
    原設備是采用西門子變頻器和觸摸屏進行控制的,但因PLC和觸摸屏嚴重損壞,不宜修復。應用戶要求,現在用LSPLCYD20型文本屏,對其進行改造式修復。
    原設備的控制線路的主電路,見圖5-45彩鋼瓦自動裁切設備主電路,可分為三部分:油泵控制線路,為常規啟、停電路,不受PLC控制,上班后由操作人員進行啟/?刂,為氣壓閥提供壓力源;變頻器控制線路,具有手動進、退和自動中的兩段速運行控制,由手動和PLC自動控制,完成對彩鋼瓦材料的輸送;刀具上行、下行的氣壓閥控制線路,對彩鋼瓦進行裁切和控制刀具復位,由PLC自動控制。PLC的控制過程:裁切長度和數量由文本屏輸入到PLC的程序中。由旋轉編碼器采集彩鋼瓦的長度信號,經程序計算,控制變頻器的啟、停和氣壓閥的裁切動作。
圖5-45 彩鋼瓦自動裁切設備主電路
    整機控制電源由空氣斷路器QF1控制,再由380V/220V隔離變壓器供給控制電路,以提高抗干擾性能和操作安全性,也避免了采用火、零二線220V供電時,零線接觸不良時的供電不穩。設置SA0急停開關,在系統運行異常時,可快速停掉控制電源,無論手動或自動運行都被中止。
    油泵的運行提供裁切刀具的工作壓力,油泵的起/停由SB1、SB2按鈕手動控制;刀具的上行(抬起歸位)、下行(裁切)由PLC的輸出接點驅動KA1、KA2兩只繼電器,再由繼電器驅動KP1、KP2兩只壓力電磁閥;變頻器的起/停、運轉方向、運行速度均可以有手動/自動兩種工作方式。手動裁切時用SB3、SB4按鈕實現反轉和運行控制,用SB5按鈕控制手動下刀裁切。自動裁切時按設置好的兩段速——高速和低速進行彩鋼瓦輸送、裁切前低速運行的控制,用繼電器KA1、KA2控制刀具的下切和返回。
    對變頻器的參數設置。將P2端子設置為A段速運行控制端子,其運行頻率為7Hz;將P3端子設置為B段速運行端子,將運行頻率設置為35Hz;停車方式:自由停車;加、減速時間的設置,據現場運行要求設定。
圖5-46 彩鋼瓦自動裁切設備PLC控制接線圖
    PLC控制接線圖,因原機型為西門子型PLC,輸出端子在上部,輸入端子在下部,為對應原線路配置和操作工人讀圖習慣,也將PLC輸出端子線路畫于上部,將輸入端子畫于下部了,讀圖時需予注意。
    圖中SA1為手動自/動運行方式選擇開關,閉合時為自動運行方式,SB4為自動運行暫停開關;P06、P07端子輸入刀具下、下限位信號;P0、P1輸入高速計數脈沖信號。YD20文本屏的工作電源,取自PLC的24V、24G電源供給端子。
    與可調定長裁切裝置不同,程序電路的重點,是對多種剪切數量和多種前剪切長度進行處理,按設置要求完成對設置根數和長度的裁切任務。本裝置最多能完成8組長度和根數各不相同的裁切任務。當然,如果需要,可完成更多組數的裁切設置。
    控制系統的裁切動作,是按屏面設置數據來進行的,因而制作文開屏畫面,就成為編寫程序的一個重要內容,而且程序電路要與畫面內容有機地結合在一起。還是按照先編寫程序電路,再依據程序電路的元件地址制作文本屏畫面的步驟來進行。
5.4.2 PLC程序程序電路與對應畫面:
    以程序電路左側的步號為序進行程序電路的講解。0-9步電路,為一個計數電路、計數清零控制電路。C0為剪切張數計數器,輸入信號為剪切動作信號,下刀剪切一次,即輸入一次計數信號,計數設定值是來自寄存器D3530(屏)內的剪切張數設定值,此值由第二段程序電路所傳送,可為1至8組設定值中的任意一組剪切張數設定值。
圖5-47 彩鋼瓦自動裁切設備PLC程序電路第一段
C0當前計數值的清零:1)當計數值等于當前設定值時,對應位元件C0常開觸點閉合,計數器復位電路接通,將當前計數值自行清零;2)當自動運行信號接通,M50產生一個掃描周期內的接通信號,“D M50”指令的作用,是將輸入信號轉變為(上升沿)脈沖輸出,將C1計數器內的當前值清零。
    在此段電路中,可看出脈沖信號的作用:當手動/自動開關打到自動位置時,P3觸點處于常態的接通狀態中,若直接用P3觸點為C1復位,則因其在常態接通狀態——C1復位電路一直在強制復位狀態——下,會導致C1不能完成正常計數任務。在這里自動起動后的清零動作,只能是一個瞬態的脈沖信號!將常態信號轉化為脈沖信號,大多是為了適應電路對瞬態信號需求的,并非要對其作無謂的轉換。
    9-15步電路。是完成組計數的功能,當各組的剪切任務都完成后,計數器C1的常閉觸點開斷,使自動運行停止,C1起到了自動停止的控制作用,見28-32步電路。
15-28步電路。為當前組數監控數據處理電路,將組計數C1中的數據傳送至D3592。因監控顯示為1-8,最低顯示數為1,顯示“0組”毫無意義。故采用ADD加法指令,將D3592(監控畫面寄存器)之中數值預先加1,使之從數字1開始,顯示1-8組數。
下圖5-48,34-154步,是傳送指令和條件比較指令的應用。對應長度數據為32位數據,傳送指令為DMOV,在畫面設置中,長度設定值采用的寄存器被定義為32位數據寄存器,以便與高速脈沖計數形成的32位數據相統一,而剪切數量則采用MOV,16位數據傳送指令。在對傳送指令應用時,要注意其數據形式。
圖5-48彩鋼瓦自動裁切設備PLC程序電路第二段
    實際工作中,每一組的長度值和剪切數量(根數)都不一樣,在進行長度值和剪切數量的設置時,是以組序為區別,進行設置的,每一組都有兩個量需要處理:1)該組剪切數量(根數);2)該組剪切長度。如第一組要求將彩鋼瓦剪切長度為5米,剪切數量8根。第二組……。第三組……。那么程序電路是如何進行區別,按設置要求進行自動裁切的呢?
    對每組剪切長度和剪切數量的區別,是通過條件比較指令來進行的。第一段程序電路中,剪切組計數器C1的計數輸入信號,為剪切張數計數器C0的觸點動作信號。當剪切張數與設定值相等時——某一組張數剪切完畢后,C0觸點動作,向C1輸入一個計數信號。利用計數器C1的當前數值和給定數字值比較,對現在剪切組別進行邏輯判斷。并將設置好的剪切數量傳送至計數器C0中,做為其計數設定值;同時也將該組設定值傳送到D3510,經第四段程序電路的算術處理,做為對應剪切長度的總脈沖數,與旋轉編碼器輸入脈沖數進行比較,二者相等時,下刀剪切。
34-49步電路,為第一組的組別判斷和第一組剪切長度傳送電路、第一組剪切張數傳送電路。其工作過程是這樣的:系統啟動時,計數器C1中計數值為0,34-49步數據傳送電路的輸入回路接通(以下傳送電路均無輸入回路接通條件而不工作),數據傳送電路將第一組剪切長度數據D3560(來自屏設定畫面)傳送至D3510寄存器。此時第四段程序電路中的170-220步電路,所計算得出的總脈沖數(對應剪切長度)即為34-49電路所傳送的第一組剪切長度值;同時,34-49電路也將剪切數量的數據傳送到D3530中,作為第一段程序電路中剪切數量計數器C0的設定值;當實際下刀次數(剪切數量)與第一組設定數量相等時,C0自清零,同時向C1(組計數)輸入一個計數信號,使C1的當前計數值為1。
C1的當前計數值為1,從而使49-64步電路被激活,第二組剪切長度與剪切張數傳送電路的輸入回路接通,將第二組剪切長度數據傳送至總脈沖數計算電路,同時也將第二組剪切張數的數據傳送至C0,作為CO的計數設定值。也可以認為,D3510、D3530的內部數據同時被刷新為第二組的設定數據。以下各組剪切數據的工作傳送方式依此類推,直至剪切完畢,系統自動停機。
    每組剪切長度及剪切張數的設置畫面如下:
    采用文本屏型號為TD20,LS型PLC與電腦的通訊電纜和與文本屏的通訊電纜相同,不必另行更換電纜。第一步,是選擇PLC類型,其通訊協議可以用默認配置,不須另設。然后進入畫面編輯。按主畫面、其它畫面的次序逐一進行編輯,定義元件(寄存器),設置畫面轉換功能鍵等。其畫面編輯方法同上述的YD204VL4文本屏,不予贅述了。
圖5-49 TD20文本屏剪切長度、數量設置畫面一
    第一組剪切長度:32位數據寄存器D3560,剪切張數:16位數據寄存器D3562;
    第二組剪切長度:32位數據寄存器D3564,剪切張數:16位數據寄存器D3566;
    第三組剪切長度:32位數據寄存器D3568,剪切張數:16位數據寄存器D3570;
第四組剪切長度:32位數據寄存器D3572,剪切張數:16位數據寄存器D3574。
注意:當指定D3560為32位寄存器時,D3561同時被占用(D3560儲存低16位數據,D3561儲存高16位數據),D3564(D3565)等數據寄存器,也都被指定為32位數據寄存器。
    將SEC定義為隱形鍵,實現向畫面1的轉換;將下行箭頭鍵定義為畫面跳轉功能鍵,按此鍵時轉換到設置2畫面。 因為一個畫面只能處理和顯示四行文字,須用兩個畫面才能完成對八組剪切數據的設置。
圖5-50 TD20文本屏剪切長度、數量設置畫面二
第五組剪切長度:32位數據寄存器D3576,剪切張數:16位數據寄存器D3578;
    第六組剪切長度:32位數據寄存器D3580,剪切張數:16位數據寄存器D3582;
    第七組剪切長度:32位數據寄存器D3584,剪切張數:16位數據寄存器D3586;
    第八組剪切長度:32位數據寄存器D3588,剪切張數:16位數據寄存器D3590。
    將SEC定義為隱形鍵,實現向畫面1的轉換;將下行箭頭鍵定義為畫面跳轉功能鍵,按此鍵時,轉換到設置1畫面。
圖5-52 彩鋼瓦自動裁切設備PLC程序電路第三段
圖5-53彩鋼瓦自動裁切設備PLC程序電路第四段
170-220步(見圖5-52),為長度脈沖數、減速距離脈沖數及長度監控值(將脈沖數轉換為毫米值顯示)的算術電路,與本章第三節的可調定長裁切裝置的算術電路相同,請讀者自行分析電路原理。另外,系統的起動/停止,和變頻器高、低速的控制,及與控制相關的邏輯判斷電路,也編寫在該段程序中。
220-243步程序電路(見圖5-53),為高速計數和計數清零電路。247-263步電路,為變頻器低速和下刀信號處理電路,與第一節程序電路內容相近,不予贅述。247-277步程序電路,為自動/手動下刀裁切控制電路,下刀信號與上/下限位信號相配合,對下刀電磁閥進行控制。
此處,用SET置位指令“強制”了M10的接通(RST M10指令并沒有成對出現),這是因為下刀裁切,只是一個瞬時過程,而抬起刀具,則為一個常態保持動作。在不明了實際的動作要求時,遇到這種不夠規則的指令應用現象,就會感到不解,F場調試和程序修改,有點“頭疼醫頭腳疼醫腳”的意思,某種情勢下,往往不是出于全面的周密的邏輯思考,而是考慮到先把問題解決了再說,因而某些指令用法的不規則和程序電路中偶爾出現的“凌亂”現象,就是在所難免的了。這是我們“讀程序”時應該注意的方面了。同時在編程工作中,也要盡量養成一個“按規則編寫程序電路”的好習慣。
文本屏的設置畫面如下:
圖5-51 TD20文本屏的“機械設定”畫面
    該畫面描述:機械設定畫面,用于(主軸)輪周長、編碼脈沖、減速長度三個量的設置。
    輪周長設置:16位數據寄存器D3512;編碼脈沖數/周設置:16位數據寄存器D3514;減速長度設置:16位數據寄存器D3500。
另外編輯了設置功能鍵提示文字,ESC隱形鍵和上行箭頭鍵用于畫面轉換。
對應“機械設定”畫面的程序電路,見上圖5-52程序電路第三段170步—220步,是一段算術指令的程序電路,可得出裁切長度、減速距離等的相關控制數值。
對文本屏和PLC的配合應用,經過以上兩個程序實例,應該是比較熟習了。這就為進一步學習觸摸屏奠定了良好的基礎。
觸摸屏和文本屏的作用非常相近,乃至于都被稱為圖形終端,圖文控制器。與PLC配合使用,也起到監控和操作兩方面的作用。從畫面編輯等操作上看——從畫面創建和命名、畫面跳轉鍵的指定、畫面控制(監控)元件的地址指定、與PLC的通訊設置等方面,可以說沒有什么不同。
二者的最大不同之處,大約是按鍵外形的不同了。將文本屏在畫面之外的操作鍵,移到畫面內部,其操作形式由按動變為觸摸,則文本屏就變成了觸摸屏。
    觸摸屏和文本屏有何不同?
1)將屏面的按鈕移到屏面以內,從點按操作方式更改為觸摸操作方式。
2)功能更為強大:
a、畫面色彩即可為單色(藍色、黑色)、多色(8色),也可以為逼真色彩(256色);
b、最多可創建畫面500-1000以上,可供監控和操作元件的數量級,大為上升;
c、更豐富的圖形功能,甚至可以上傳圖片,進行處理;
d、新機型的動態圖形處理能力,具有較好的動畫效果;
e、中、英文語言切換及畫面重疊(畫中畫)處理等功能;
f、通過按鈕操作,可將畫面切換至PLC程序電路(程序監控),和改寫程序。
對觸摸屏的原理和應用,篇幅所限,不屬于本書的內容了,請參見相關專著。本章內容,為學習觸摸屏,已經有了一個好的鋪墊。
                                                   
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