探讨移植法在PLC编程中的若干问题.pdf
机械 研究与应用 经 验交 流 探讨 移植法在 P L C编程 中的若干 问题 熊力维, 代红菊, 邹昊 九江职业大学 , 江西 九 江3 3 2 0 0 0 摘要 探 讨从 电气原理 图到 P L C梯形 图的程序设计过程 中采 用” 移植 法” 编程 带来的一些 问题 , 通过 深入 分析 继 电 器控制 系统与 P L C控制 系统本质上的 区剐 , 对这一类 问题 进行 了详 细的 阐述 , 并提 出 了解决 方法 , 为 电气设 计人员提供 了参考。 关键 词 移植 法; 触点竞争 ; 自锁 ; 并行 ; 串行 中图分类号 T H1 6 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 6 - 4 4 1 4 2 0 1 1 0 3 - 0 1 5 5 0 2 Di s c u s s i o n o n t he p r o b l e ms o f t r an s p l an t a t i o n i n PLC p r o g r a m X i o n g L i - w e i ,D a i Ho n g - j u , Z o u Ha o J i u j i a n g v o c a t io n a l u n e , J i u j i a n g J i a n g x i 3 3 2 0 0 , C h i n a Ab s t r a c t S o me p r o b l e ms p r o d u c e d b y u s i n g ”t r a n s p l a n t a t i o n ” a t t h e d e s i g n p r o c e s s o f p rog r a m f r o m e l e c t r i c a l d i a g r a ms t o l a d d e r d i a g r a m a r e dis c u s s e d .A f t e r a r I a l y z i n g t h e e s s e n t i a l d i ff e r e n c e b e t w e e n r e l a y s y s t e ms and P L C s y s t e ms ,t h o s e p r o b l e ms a r e e l a b o r a t e d。 a n d the s o l u t i o n s a r e p u t f o r w a r d, wh i c h ma y p r o v i d e r e f e r e n c e f o r e l e c t r i c d e s i gne r s . Ke y wor d s t r a ns p l a nt a t i o n;t o u ch c o mp e t i t i o n;s e l f -l o ck i n g ; pa r a l l e l ;s e ria l 1 引 言 从事过 电气控制方 面的 P L C程序设计人员 , 由 于对电气原理 图 比较熟 悉 , 在选择 P L C的程序设计 语言时不约而同的选择梯形 图这一编程语 言。梯形 图是一种图形化的编程语言 , 形象直观 , 并且和电气 原理图有很多相似之处 , 如它沿用 了继 电器的触点 、 线圈、 串并联 等术语 和 图形 符号 , 成 为 P L C中最基 本、 最 普遍 的语 言。正是 如此 , 在 许多 电气系统 的 P L C改造 时 , 基 于 电气 原理 图的 P L C程 序设 计 方 法“ 移植法” 便应运而生l 5 J 。对于熟悉继 电器控 制系统的电气技术人员而言 , 这是最容易被接受的编 程方法。但 P L C控制系统与继电器控制系统具有本 质差别 , 因此并不是所有从 电气 原理 图移植过来 的 P L C程序都是正确的 , 尤其是当本来的电气控制系统 存在“ 触点竞争” 的时候 , 这时如果草率的使用“ 移植 法” 则可能带来意想不到的后果。 2 移植 法在 电气 系统改造 时的两 类情况 在继电器控制系统中, 因为各个并联电路是同时 加电压工作 , 其工作特点可以用 “ 并行 ” 二字来形容 , 由于实际器件的生产工艺 以及元件动作的机械惯性 , 可能会 出现 “ 触 点竞 争” 现象。而在 P L C控 制系统 中, 因为采用了循环扫描 的工作方式 , 在执行梯形 图 程序时 , P L C是从上到下 , 自左向右逐个扫描的, 这种 工作方式在计算机控制 系统 中很普遍 , 属于“ 串行 ” 工作方式 。在 串行工作 方式 中, 各个逻辑部件 之 间有着明确的先后关系 , 因此不会 出现触点竞 争问 题 。于是原本在继电器控制系统中可能存在触点竞 争的电气控制原理 图经过“ 移植法 ” 变为 P L C程序 后 , 这种触点竞争问题是否消失 , 结果是否可靠 , 笔者 将深入探讨这个问题。 2 . 1 存在争议但直接移植后可 以实现的电路 在 电气 控制 系统 中具 有触 点竞争 问题 的电路 见图 1 , 期望的结果是 K M3线圈能够在 K M1 、 K M 2 线圈之后得 电 自锁 J 。其工作 原理分析如下 按下 按钮 S B 1时 K M1线圈得电 自锁 , K M1的动合触点 闭 合为 K M 3线 圈的得 电创 造条件 。当按下按 钮 S B 2 时 , K M 2线圈得 电, K M 2的动合触点 闭合 , 使得 K M 3 线圈得电。但是另一方 面, K M2的动断触点断开 , 使 得 K M1线圈断电而触点复位断开 , 这又会使 K M3线 圈断 电。因此, 最 终 K M3能否得 电将 取决 于控 制 K M3线圈的 K M 2与 K M1两个动合触点动作的快慢, 只要 K M 2触点在 K M1触点复位之 前能够闭合 一小 段时间, 那么 K M3就能够得 电从而 自锁 ; 如果 K M1 触点先复位断开而 K M 2触点来不 及闭合 , 那么 K M3 将永远不能得 电。这便是存在 “ 触点竞争 ” 的电路 。 我们现在采用移植 法把 它转化 为 P L C梯形 图程 序 各 O地址分配见表 1 。 在图 3所示 的梯形 图程序 中, 根据 P L C的循环 扫描工作原理 , 当 1 0 . 0闭合时 , Q 0 . 0线圈得电并 自 保持, 从而使得动合触点 Q 0 . 0闭合 , 随着 1 0 . 1的闭 项 目 江苏省教育科学研究 院省职业教育教改课题。 高职机 电类实践教学体系研究” G YE 1 1 收稿 日期 2 0 1 1 0 3 2 8 作者简介 熊力维 1 9 8 3 一 。 男 , 江西九江人 , 助教 , 研究方向 自动控 制。 l 5 5 经验 交 流 机械研究与应用 合 , Q o . 1线圈也得 电, 由于 Q O . 0和 Q O . 1触点均闭 合 , 使 Q o . 2线圈能够得 电并且 自锁。虽然 Q o . 1线 圈的得电使 Q o . 1动断触点应断开, 从而使 Q O 。 0线 圈断电 , 但 Q O . 1 触点的状态要等到下一个扫描周期 时才会被刷新。到了下一次扫描时 , 虽然 Q o . 0线圈 断电, 其触点复位断开 , 但 Q O . 2因有 自保持而能够 持续得 电, 不受影 响。因此 , 发现移植后 的控制消除 了“ 触点竞争” 问题 , 使得控制系统更加确定 、 可靠。 图 l I O I 1和 K a V I 2同时控制 K M 3得 电线路图 表 1 圈 1中元件所对应 的 P L C 1 / O地址 2 . 2存在争议而直接移植后不能实现的电路 图 2为具有点动和连续混合控制的电路 , 它能够 在点动与连续之间 自由切换 , 在很多机床 的控制电路 中也是常见的呤 J 。但这种控制方式所采用 的复式按 钮 S B 2 , 其动断触点在复位闭合时可能会与 K M 动合 触点的复位断开产生 “ 竞 争” , 从而导致点 动失 败。 例如 , 当点动结束后松开按钮 S B 2 , 如果其动断触点 的复位闭合慢于 K M动合触点复位断开 , 则 电路正常 停止; 如果 S B 2的先闭合而 K M1 还没来得及完全断 开 , 那么 K b l 就会得电, 从而使 K M又 回到闭合 , 点动 失败 , 变成 了连续运行⋯。下 面我们采用移植法把 它转化为P L C程序进行分析 各 I /, O地址分配见表 2 。 图2 点动与连续混合控制线路图 在图 3 、 4所示的梯形图程序中, 工作过程分析如 下 当点动结束后 , I o . 1 断开, 由于之前 Q o . 0处于得 电状态 , 所 以在本扫描周期 内, Q o . 0动合触点依然保 持闭合 , 其状态并未得到刷新 , 而 1 0 . 1动断触点又回 到闭合 , 结果 当程序执行到 Q o . 0线圈指令 的时候 , 1 5 6 Q O . 0非但没有断电 , 反而得电变为了连续运行 , 点动 失败。从这个例子发现 , 移植后 的 P L C程序不但 没 有消除触点竞争 , 反 而走 向了另 一极端 , 即本来是触 点竞争可能导致 的 电路运行 异常情 况在此一 定会 发生 。 碰到这种情况 , 建议采用一个 中间继 电器 M 0 . 0 作为过渡 图5 , 将点动与连续环节“ 分而治之 ” 【 4 J , 从而既消除了触点竞争 , 又保证程序运行可靠。经过 仿真分析, 该程序能够正确运行。 表 2 图 2中元件对应的 P L C I / O地址 。 ‘ 图 3图 1 所对应 的 P L C 梯形图程序 图 4图 2所对应 的 P L C 梯形图程序 图5 图4改进后的P L C梯形图程序 3 结 语 虽然在大多数情况下 , 采用 “ 移植法” 从 电气原 理图移植过来 的 P L C程序是可靠 的, 但是对于本身 存在“ 触点竞争” 的电气线路 , 由于 P L C的“ 串行” 工 下转第 1 6 0页 & 工 . . ~ . 经 验 交流 机械研究与应用 一 段时间后 , 性能降低较快. 原因是气体 中的油雾 、 水 蒸气堵住 了微孔, 造成排气不 畅所致; 当气动砂轮机 在最大功率时 的负荷转速时, 消声材料微孔表面结 霜 , 当保持 5 m i n左右时, 气动砂轮机的功率开始逐渐 下降。综上所述 , 我们在设计气动砂轮机的消声装置 时 , 没有采用阻性消声器。 2 选择抗性消声器消声装置 , 虽然机器的功率 比消声前略有降低 , 但产 品在工作过程中可靠性好 , 各项性能稳定 , 达到了降低噪声 的 目的, 且该装置消 声效果明显 , 耐低温、 不怕油雾和水蒸汽, 具有良好的 通气性。 3 消声装置的配合部位不能产生缝隙, 否则形 成高频噪声。穿孔孔径应严格控制在公差范围内, 过 大时噪声增高, 过小则功率下降。 通过工业试验和批量生产证 明, 这种消声装置即 保证了产品的各项性能指标 , 又降低 了噪声 , 稳定性 好 , 且有功率大、 耐用、 安全性好等优点 , 是气动工具 降低噪声的有效装置。 目前这种消声装置原理在气 动工具产品中得到广泛应用 , 在治理噪声保护环境中 取得了明显效果。 参考文献 [ 1 ] G B 1 9 8 7 2 - 2 0 0 5 . 凿岩机械与气动工具[ S ] . [ 2] 方丹 群. 空气动力 性 噪声与 消声 器 [ M] . 北 京 科 学 出版 社, 1 9 7 8 . [ 3 ] 钟国荣. 噪声与振动测量用声设计[ J ] . 环境技术 , 1 9 9 5 2 1 7 - 2 2 . 上接第 1 3 4页 然是主流设备 , 所 以高速 , 高效率压片机并非我 国制 药企业所必须。 4结语 我国压片机改 良需要制剂设备企业与制药企业 共同努力研究探索 , 适合我国制药企业现状 , 并不一 定一位追求国外高端压片机技术。不管是低转速 、 中 转速还是高转速压片机 , 要在制剂生产中不断实践研 究 , 通过对现有小投入简单改 良, 能得 到实际有效的 回报。而我国压片机技术 的发展要与我 国制药企业 的管理和我国制药企业现有实际, 紧密相连 , 找到最 适合最有实际意义的发展方向。 参考文献 [ 1 ] 伍善根. 国外 现代 压片 技术 的发展 研究 [ J ] . 机 电信 息 , 2 0 O 9 2 3 2 3 . [ 2 ] 伍善根. 压片机远程监测和远程控 制[ J ] . 医药工业设 计 , 2 0 0 8 , 2 9 1 4 1 . 上接第 1 5 6页 作特性 , 移植后 的 P L C程序必然会将先前 的不确定 状态变为确定的结果 , 要么变好 , 要么变坏 , 不会存在 模棱两可的局面 , 那么移植后的 P L C程序究竟能否 正确运行 , 则必须结合 P L C的循环扫描工作原理进 行分析和判断。 参考文献 [ 1 ] 李振安. 工厂电气控制技术[ M ] . 重庆 重庆大学出版社, 2 0 0 4 . [ 2 ] 张运波. 工厂电气控制技术[ M ] . 北京 高等教育出版社, 2 0 0 7 . [ 3 ] 肖宝兴. 西门子S 7 2 0 0 P L C的使用经验与技巧[ M] . 北京 机 械工业出版社, 2 0 0 8 . [ 4 ] 廖常初. P I E编程及应用. 第二版[ M ] . 北京 机械工业出版社,2 O 0 9 . [ 5 ] 罗宇航. 流行 P IE 使用程序及设计[ M] . 西安 西安电子科技大 学 出版社 , 2 0 0 8 . 上接第 1 8 7页 差为动能源 , 经过转换呈间歇脉动状态, 在固定副与 转动副之 问形成 一气 体, 摆 动脉动环 状体 , 经过对 “ 摆振周期” 和“ 摆振 幅度” 的调整 , 润滑介质在两副 之问轴向摆动, 伴随轴速形成“ S ” 状轨迹软密封。达 到含而不吐, 不渗不漏的效果 。 2 . 2技术特点 K H一 9动能 自控密封器可以使风机润滑油箱实 现不渗不漏的理想效果 , 预计使用寿命可长达 3年。 密封器安装 简便 , 且必要时可在设备运行 中进行安 装。此外, 该密封器无磨损、 免维护保养, 维护简单。 l 6 0 3 . 3 应 用效果 K H一 9动能 自控密封器投入使用 以来, 运行稳定 可靠平稳 , 效果稳定 、 提高了设备的完好率, 减轻劳动 强度的同时降低 了设备维护成本 , 潜在 的提高 了效 益。据统计 , 应用 K H一 9动能 自控密封器后 , 风机年 节约成本可达到 4 O万元。 参考文献 [ 1 ] 刘贵锋 , 孙建波. 比密封技 术在 回转 式空气 预热器 密封改 造中 的应用[ J ] . 热力发电, 2 0 0 5 3 2 5 - 2 7 .