PLC與文本屏、編碼器、變頻器程序?qū)嵗?彩鋼瓦裁切控制程序

1、1 系統(tǒng)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(shù)量值從文本屏畫面輸入，設備就會自動切出這三種長度規(guī)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(xiàn)在用LS型PLC和YD20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

2、泵控制線路，為常規(guī)啟、停電路，不受PLC控制，上班后由操作人員進行啟/停控制，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(shù)量由文本屏輸入到PLC的程序中。由旋轉(zhuǎn)編碼器采集彩鋼瓦的長度信號，經(jīng)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

3、線220V供電時，零線接觸不良時的供電不穩(wěn)。設置SA0急停開關(guān)，在系統(tǒng)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(qū)動KA1、KA2兩只繼電器，再由繼電器驅(qū)動KP1、KP2兩只壓力電磁閥；變頻器的起/停、運轉(zhuǎn)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(xiàn)反轉(zhuǎn)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。

4、 對變頻器的參數(shù)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(jù)現(xiàn)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(guān)，閉合時為自動運行方式，SB4為自動運行暫停開關(guān)；P06、P07端子輸入刀具下、下限位信號；P0、P1輸入高速計數(shù)脈沖信號。YD20文

5、本屏的工作電源，取自PLC的24V、24G電源供給端子。 與可調(diào)定長裁切裝置不同，程序電路的重點，是對多種剪切數(shù)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(shù)和長度的裁切任務。本裝置最多能完成8組長度和根數(shù)各不相同的裁切任務。當然，如果需要，可完成更多組數(shù)的裁切設置。 控制系統(tǒng)的裁切動作，是按屏面設置數(shù)據(jù)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(nèi)容，而且程序電路要與畫面內(nèi)容有機地結(jié)合在一起。還是按照先編寫程序電路，再依據(jù)程序電路的元件地址制作文本屏畫面的步驟來進行。2 PLC程序程序電路與對應畫面： 以程序電路左側(cè)的步號為序進行程序電路的講解。0-9步電路，為一個計數(shù)電路、

6、計數(shù)清零控制電路。C0為剪切張數(shù)計數(shù)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(shù)信號，計數(shù)設定值是來自寄存器D3530（屏）內(nèi)的剪切張數(shù)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(shù)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(shù)值的清零：1）當計數(shù)值等于當前設定值時，對應位元件C0常開觸點閉合，計數(shù)器復位電路接通，將當前計數(shù)值自行清零；2）當自動運行信號接通，M50產(chǎn)生一個掃描周期內(nèi)的接通信號，“D M50”指令的作用，是將輸入信號轉(zhuǎn)變?yōu)椋ㄉ仙兀┟}沖輸出，將C1計數(shù)器內(nèi)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/

7、自動開關(guān)打到自動位置時，P3觸點處于常態(tài)的接通狀態(tài)中，若直接用P3觸點為C1復位，則因其在常態(tài)接通狀態(tài)C1復位電路一直在強制復位狀態(tài)下，會導致C1不能完成正常計數(shù)任務。在這里自動起動后的清零動作，只能是一個瞬態(tài)的脈沖信號！將常態(tài)信號轉(zhuǎn)化為脈沖信號，大多是為了適應電路對瞬態(tài)信號需求的，并非要對其作無謂的轉(zhuǎn)換。 9-15步電路。是完成組計數(shù)的功能，當各組的剪切任務都完成后，計數(shù)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(shù)監(jiān)控數(shù)據(jù)處理電路，將組計數(shù)C1中的數(shù)據(jù)傳送至D3592。因監(jiān)控顯示為1-8，最低顯示數(shù)為1，顯示“0組”毫無

8、意義。故采用ADD加法指令，將D3592（監(jiān)控畫面寄存器）之中數(shù)值預先加1，使之從數(shù)字1開始，顯示1-8組數(shù)。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(shù)據(jù)為32位數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)寄存器，以便與高速脈沖計數(shù)形成的32位數(shù)據(jù)相統(tǒng)一，而剪切數(shù)量則采用MOV，16位數(shù)據(jù)傳送指令。在對傳送指令應用時，要注意其數(shù)據(jù)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(shù)量（根數(shù)）都不一樣，在進行長度值和剪切數(shù)量的設置時，是以組序為區(qū)別，進行設置的，每一組都有兩個量需要處理：1）該

9、組剪切數(shù)量（根數(shù)）；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(shù)量8根。第二組。第三組。那么程序電路是如何進行區(qū)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(shù)量的區(qū)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(shù)器C1的計數(shù)輸入信號，為剪切張數(shù)計數(shù)器C0的觸點動作信號。當剪切張數(shù)與設定值相等時某一組張數(shù)剪切完畢后，C0觸點動作，向C1輸入一個計數(shù)信號。利用計數(shù)器C1的當前數(shù)值和給定數(shù)字值比較，對現(xiàn)在剪切組別進行邏輯判斷。并將設置好的剪切數(shù)量傳送至計數(shù)器C0中，做為其計數(shù)設定值；同時也將該組設定值傳送到D3510，經(jīng)第四段程序電路的算術(shù)處理，做為對應剪切長度

10、的總脈沖數(shù)，與旋轉(zhuǎn)編碼器輸入脈沖數(shù)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(shù)傳送電路。其工作過程是這樣的：系統(tǒng)啟動時，計數(shù)器C1中計數(shù)值為0，34-49步數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳送電路將第一組剪切長度數(shù)據(jù)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(shù)（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(shù)量的數(shù)據(jù)傳送到D3530中，作為第一段程序電路中剪切數(shù)量計數(shù)器C0的設

11、定值；當實際下刀次數(shù)（剪切數(shù)量）與第一組設定數(shù)量相等時，C0自清零，同時向C1（組計數(shù)）輸入一個計數(shù)信號，使C1的當前計數(shù)值為1。C1的當前計數(shù)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(shù)傳送電路的輸入回路接通，將第二組剪切長度數(shù)據(jù)傳送至總脈沖數(shù)計算電路，同時也將第二組剪切張數(shù)的數(shù)據(jù)傳送至C0，作為CO的計數(shù)設定值。也可以認為，D3510、D3530的內(nèi)部數(shù)據(jù)同時被刷新為第二組的設定數(shù)據(jù)。以下各組剪切數(shù)據(jù)的工作傳送方式依此類推，直至剪切完畢，系統(tǒng)自動停機。 每組剪切長度及剪切張數(shù)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，

12、不必另行更換電纜。第一步，是選擇PLC類型，其通訊協(xié)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(zhuǎn)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(shù)量設置畫面一 第一組剪切長度：32位數(shù)據(jù)寄存器D3560，剪切張數(shù)：16位數(shù)據(jù)寄存器D3562； 第二組剪切長度：32位數(shù)據(jù)寄存器D3564，剪切張數(shù)：16位數(shù)據(jù)寄存器D3566； 第三組剪切長度：32位數(shù)據(jù)寄存器D3568，剪切張數(shù)：16位數(shù)據(jù)寄存器D3570；第四組剪切長度：32位數(shù)據(jù)寄存器D3572，剪切張數(shù)：16位數(shù)

13、據(jù)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(shù)據(jù)，D3561儲存高16位數(shù)據(jù)），D3564（D3565）等數(shù)據(jù)寄存器，也都被指定為32位數(shù)據(jù)寄存器。 將SEC定義為隱形鍵，實現(xiàn)向畫面1的轉(zhuǎn)換；將下行箭頭鍵定義為畫面跳轉(zhuǎn)功能鍵，按此鍵時轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)的設置。圖5-50 TD20文本屏剪切長度、數(shù)量設置畫面二第五組剪切長度：32位數(shù)據(jù)寄存器D3576，剪切張數(shù)：16位數(shù)據(jù)寄存器D3578； 第六組剪切長度：32位數(shù)據(jù)寄存器D3580，剪切張數(shù)：16位數(shù)據(jù)寄存器D3

14、582； 第七組剪切長度：32位數(shù)據(jù)寄存器D3584，剪切張數(shù)：16位數(shù)據(jù)寄存器D3586； 第八組剪切長度：32位數(shù)據(jù)寄存器D3588，剪切張數(shù)：16位數(shù)據(jù)寄存器D3590。 將SEC定義為隱形鍵，實現(xiàn)向畫面1的轉(zhuǎn)換；將下行箭頭鍵定義為畫面跳轉(zhuǎn)功能鍵，按此鍵時，轉(zhuǎn)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(shù)、減速距離脈沖數(shù)及長度監(jiān)控值（將脈沖數(shù)轉(zhuǎn)換為毫米值顯示）的算術(shù)電路，與本章第三節(jié)的可調(diào)定長裁切裝置的算術(shù)電路相同，請讀者自行分析電路原理。另外，系統(tǒng)的起動/停止，和變頻器高、

15、低速的控制，及與控制相關(guān)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(shù)和計數(shù)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(jié)程序電路內(nèi)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(xiàn)），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(tài)保持動作。在不明了實際的動作要求時，遇到這種不夠規(guī)則的指令應用現(xiàn)象，就會感到不解?，F(xiàn)場調(diào)試和程序修改，有點“頭疼醫(yī)頭腳疼醫(yī)腳”的意

16、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(guī)則和程序電路中偶爾出現(xiàn)的“凌亂”現(xiàn)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(yǎng)成一個“按規(guī)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(shù)據(jù)寄存器D3512；編碼脈沖數(shù)/周設置：16位數(shù)據(jù)寄存器D3514；減速長度設置：16位數(shù)據(jù)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

17、面轉(zhuǎn)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(shù)指令的程序電路，可得出裁切長度、減速距離等的相關(guān)控制數(shù)值。對文本屏和PLC的配合應用，經(jīng)過以上兩個程序?qū)嵗瑧撌潜容^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(jiān)控和操作兩方面的作用。從畫面編輯等操作上看從畫面創(chuàng)建和命名、畫面跳轉(zhuǎn)鍵的指定、畫面控制（監(jiān)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(nèi)部，其操作形式由按動變?yōu)橛|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(nèi)，從點按操