1工程背景。
该工作源于工厂的实际情况。工厂用三台泵控制蓄水池中的水位(见图1),要求蓄水池中的水位在高限和低限之间。一台泵工作时的进水量高于出水量,池中的水位会逐渐上升;而两台泵工作时的进水量低于出水量,池中的水位会逐渐下降。有鉴于此,工厂提出水泵的工作状态为:一台常开机,一台液位控制断续开机,一台备用。
对于这种情况,如果采用<A href="" ? www.ebpq.cn http: _xhe_href="">变频器控制泵的转速是一种控制流量和液位的好方法。但是工厂方面并不希望如此。
泵的技术要求规定:水泵工作2000小时后需要进行保养,主要是更换润滑油以及检查机件是否有损坏之处。
为了提高泵的使用率和平均三台泵的寿命,需要三台泵轮流充当断续工作泵和备用泵。工厂提出的要求是:泵1不停机连续工作200小时,在此期间泵2以水位控制断续工作,3号泵作为备用泵,不工作;200小时到时后泵2转为连续工作,泵3断续工作,而泵1进入备用状态,不工作。这项工作由人工完成比较繁琐,而且容易出错,采用PLC则是简便,易行。
在众多的PLC中,西门子的LOGO!应该说是一个较好的选择。LOGO!控制器体积小,编程方便,而且指令系统也比较丰富,关键的是它可以方便地实现工作时数计数。
2硬件电路。
本电路所用硬件非常简单,除一般继电器电路中用到的按钮开关,热继电器,指示灯以外,比较一般的继电器控制电路,本设计用到了LOGO!控制器(版本0BA5)。这样可以使设计的柔性大大增加,接线的工作量大大减少。
由于输入,输出点数的要求,同时使用了I/O扩展模块。
由于水位传感器需要投入水中,为了安全,LOGO!的输入端采用24VDC输入。LOGO!的输出方面,为了节省输出点,将工作泵指示灯与控制继电器并联,这样做同时还可以避免继电器断电时产生的浪涌。
需要注意的是,本电路只涉及到了泵的逻辑控制部分。至于功率控制方面,依然使用泵的原有控制装置(位于原来的开关柜中)。
本设计中采用了两组强制运行开关,分别为SB5,SB6,SB7和SB8,SB9,SB10.这两组强制运行开关的作用分别为:SB5,SB6,SB7通过LOGO!
使泵处于人为控制的运行状态,并且LOGO!计数泵的运行时数;SB8,SB9,SB10不通过LOGO!使泵处于人为控制的运行状态,并且LOGO!不计数泵的运行时数。其目的是:当LOGO!出现故障时,可以通过人工控制泵的起停。由于该组开关并不常用,因此将其置于开关箱内。
3软件编程。
使用LOGO!进行控制后大的优点就是接线简单,接线故障率低,控制的柔性好。这些特点都源于LOGO!良好的编程性能。
3.1内部功能块的使用。
程序充分利用了LOGO!的功能块,这样可以使程序简单,易懂,同时修改也容易。
程序中用到的功能块主要有:RS触发器,运行小时计数器,脉宽继电器,接通延时定时器,异步脉冲发生器等。为了便于理解程序,首先将程序中用到的LOGO!功能块在程序中的作用予以介绍。
3.2系统框图整个系统程序主要由初始化,二泵循环,三泵循环,报警等部分组成。程序要运行哪一部分,主要根据各开关的置位情况确定。
3.3程序分析。
编程时需要注意:泵工作状态的切换只能在泵停止的状态下进行,泵处于工作状态时不能切换状态。这主要是出于安全的考虑。此目的的实现利用了200小时定时器,只有当该定时器到达定时时间后,方能进行泵的工作方式转换。
图6所示为泵1的工作方式控制。当泵3为连续工作模式时,M11为接通状态。一旦200小时定时器达到定时值,则C002接通,使得SF009输出为"1".这一输出会将使泵1进入连续运行模式,即Q1=1;同时使SF011(即RS-11,对应于M11)清零,导致泵3转为备用状态。
Q1=1的状态又为泵2进入液位控制方式做好准备。当液位达到上限时,M1=1,泵2启动;而当液位下降到下限后M1=0,泵2停止。从而实现了泵2的液位自动控制。
当某一泵的运行小时累计计数器达到2000时,相应的报警灯点亮,同时总报警灯闪烁,提示维护人员对泵进行维护。
对某一台泵进行维护时首先需要旋动该泵的维修开关。维修开关的作用有两个:①限制该泵的运行,使程序进入二泵循环的状态;②清零该泵的运行小时累计计数器。为例防止对该开关的误操作造成对运行小时累计计数器的清零,采用了延时清零的手段。
以泵1的检修为例说明程序。当旋动维修开关SB2使其接通(I2=1)时,T013延时开始(本设计中定义的延时时间为99S)。如果在延时时间到达之前断开SB2,则泵1的运行小时累计计数器C006不被清零;否则在99S后T013的触点闭合,C006清零。
当泵处于维修状态时,该泵只能由强制启动按钮使其工作。这样做的目的主要在于便利维修后对泵进行调试。
泵的报警灯亮,同时总报警灯闪亮,表示相应的泵到达检修工作时数;如果泵的报警灯亮(同时工作指示灯熄灭),而总报警灯常亮,则表示相应泵的热继电器过热,需要检查该泵。而且热继电器过热报警具有更高的优先级。
4结论。
LOGO!为用户提供了丰富的功能,对这些功能合理和充分的利用可以给工业控制带来极大的方便。使用LOGO!编程软件LOGO!SoftComfortV6.0进行编程可以将调试过程缩减到很短。更方便的是利用软件提供的无硬件调试环境,可以在没有任何硬件安装的条件下进行硬件的模拟调试,极为方便。
在使用LOGO!对控制对象进行编程时要注意程序应该简洁,不宜过长,这主要是LOGO!的内存不像通常的PLC那样大。