基于PLC控制的生產(chǎn)線送料車的模擬實(shí)現(xiàn)
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張 瑩
（江漢大學(xué)文理學(xué)院，湖北 武漢 430056）
摘要：以FX2z系列PLC機(jī)為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的自動(dòng)送料車的課題，實(shí)現(xiàn)了基于PLC控制的送料車在固定啟停點(diǎn)的實(shí)時(shí)控制和順序處理功能。介紹了從控制系統(tǒng)的輸入輸出分配到程序設(shè)計(jì)的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，最后在實(shí)驗(yàn)室中模擬實(shí)現(xiàn)了整個(gè)控制系統(tǒng)。該研究對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：PLC;自動(dòng)送料車；模擬實(shí)現(xiàn) 中圖分類號(hào)：TP273
0 引言
生產(chǎn)線是生產(chǎn)制造行業(yè)中的必要環(huán)節(jié)，而生產(chǎn)線各工位之間需要進(jìn)行物料的傳送。本文采用PLC控制的自動(dòng)運(yùn)料車來(lái)實(shí)現(xiàn)物料的傳送，即在實(shí)際生產(chǎn)線上的各工位之間，采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小車來(lái)完成物料的傳送。電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，則帶動(dòng)小車向前運(yùn)動(dòng)；而電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，就會(huì)帶動(dòng)小車后退。
電機(jī)帶動(dòng)的運(yùn)料車控制系統(tǒng)是自動(dòng)化物流系統(tǒng)的重要組成環(huán)節(jié)，對(duì)于提高企業(yè)生產(chǎn)效率具有重要作用。而傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用繼電接觸器控制，有許多缺點(diǎn)，引入PLC控制后，完全可以實(shí)現(xiàn)原有的功能，并且使編程容易，硬件連接簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠性提高，具有繼電器所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)。本文就是用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)送料車的定點(diǎn)控制，并在實(shí)驗(yàn)室中模擬實(shí)現(xiàn)。
1PLC自動(dòng)送料車生產(chǎn)線控制系統(tǒng)
1.1 啟停過(guò)程及控制要求
以兩個(gè)定點(diǎn)工位為例，來(lái)說(shuō)明PLC自動(dòng)送料車生產(chǎn)線控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的控制過(guò)程。圖1為PLC自動(dòng)送料車生產(chǎn)線控制過(guò)程示意圖，小車每次從原位裝料出發(fā)，先到1號(hào)位卸料；然后返回原位A繼續(xù)裝料，再次前進(jìn)到2號(hào)位卸料；最后返回原位A。結(jié)合生產(chǎn)中的實(shí)際工作情況，設(shè)定裝料時(shí)間為15 s，卸料時(shí)間為10 s。
具體控制要求是：按下啟動(dòng)按鈕SB1，小車在原位A裝料，15 s后小車前進(jìn)駛至1號(hào)位，停止，在1號(hào)位卸料，卸料10 s，然后后退；小車后退觸碰到原位A的行程開(kāi)關(guān)SQ1就會(huì)繼續(xù)裝料；裝料15 s后，小車第二次前進(jìn)駛向2號(hào)位，到達(dá)2號(hào)位后停10 s卸料，10 s卸
料完畢，就再次后退返回原位A，這樣一個(gè)周期的工作完成；接著會(huì)開(kāi)始下一輪循環(huán)工作；若按下停止按鈕SB2，則無(wú)論小車處在何種狀態(tài)，都需完成一個(gè)工作周期后才停止工作。
1.2 輸入／輸出點(diǎn)地址分配
根據(jù)系統(tǒng)控制要求，小車運(yùn)料過(guò)程中的輸入量有：控制啟動(dòng)和停止的按鈕各一個(gè)；3個(gè)感知小車位置的行程開(kāi)關(guān)，共5個(gè)輸入量；而輸出的信號(hào)有4個(gè)，分別是控制裝料動(dòng)作的電磁閥驅(qū)動(dòng)信號(hào)、控制卸料動(dòng)作的電磁閥驅(qū)動(dòng)信號(hào)、控制前進(jìn)的電機(jī)接觸器驅(qū)動(dòng)信號(hào)、控制后退的電機(jī)接觸器驅(qū)動(dòng)信號(hào)。合計(jì)需要5個(gè)輸入點(diǎn)數(shù)、4個(gè)輸出點(diǎn)數(shù)�？紤]15%的余量，分配6個(gè)輸入點(diǎn)、5個(gè)輸出點(diǎn)，選擇FX2N-16MR型號(hào)的PLC。具體的輸入、輸出點(diǎn)地址分配如表1所示，PLC外部接線圖如圖2所示。
1.3PLC控制程序
PLC控制程序語(yǔ)句如下：
0 LD X0
1 OR M0
2 OR M1
3 OR Y0
分析以上程序語(yǔ)句對(duì)應(yīng)的工作過(guò)程如下：按下啟動(dòng)按鈕X0和Y0得電自鎖，開(kāi)始裝料，同時(shí)T0開(kāi)始定時(shí)15 s（由于小車從原位出發(fā)，所以X2的限位開(kāi)關(guān)閉合），還有輔助繼電器M0也得電；15 s后，T0的延時(shí)觸頭動(dòng)作，Y2線圈得電自鎖，小車前進(jìn)；到達(dá)1號(hào)位，碰到限位開(kāi)關(guān)X3，X3的常閉觸頭動(dòng)作，Y2失電停止前進(jìn)；同時(shí)X3的常開(kāi)觸頭動(dòng)作閉合，使Y1線圈得電開(kāi)始卸料，并聯(lián)的T1線圈也得電，開(kāi)始定時(shí)10 s；M1線圈因?yàn)閄3觸頭的閉合而得電自鎖，為小車第二次碰觸到X3時(shí)做區(qū)分；10 s后，Y3得電，小車后退回到A點(diǎn)，碰到限位開(kāi)關(guān)X2，由于Ml已經(jīng)得電，所以Y0線圈得電，再次開(kāi)始裝料15 s，為向2號(hào)工位前進(jìn)做準(zhǔn)備；15 s時(shí)間到，T0的延時(shí)觸頭動(dòng)作，Y2得電，小車第二次前進(jìn)；前進(jìn)到1號(hào)位，碰到限位開(kāi)關(guān)X3，由于M1的觸頭已經(jīng)動(dòng)作，所以即便是常閉的X3觸頭斷開(kāi)，仍然不影響Y2線圈繼續(xù)保持得電，小車?yán)^續(xù)前進(jìn)，越過(guò)1號(hào)位；當(dāng)?shù)竭_(dá)2號(hào)位，碰到限位開(kāi)關(guān)X4的時(shí)候Y2失電，小車停止前進(jìn)；而X4的常開(kāi)觸頭閉合，Y1和T1同時(shí)得電，開(kāi)始10 s的卸料；10 s時(shí)間到，T1的延時(shí)觸頭動(dòng)作．Y3線圈得電，小車后退，退回到原位A時(shí)停止而進(jìn)入下一個(gè)周期的循環(huán)。
2送料小車控制系統(tǒng)的模擬實(shí)現(xiàn)
我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中用開(kāi)關(guān)和發(fā)光二極管來(lái)模擬小車的運(yùn)動(dòng)情況，用發(fā)光二極管來(lái)模擬輸出設(shè)備，二極管的亮滅分別表示輸出設(shè)備的工作與停止（或得失電）。首先模擬送料車啟動(dòng)，15 s裝料，再前進(jìn)到1號(hào)位，10 s卸料，接著返回原點(diǎn)A的過(guò)程。
(1)按下啟動(dòng)按鈕SB1，小車處在原位A，Y0燈亮，表示正在裝料，如圖3如示。
(2) 15 s后小車前進(jìn)駛向1號(hào)位。Y2燈亮，表示前進(jìn)線圈得電，小車正在前進(jìn)，如圖4所示。
(3)到達(dá)1號(hào)位后停10 s卸料。Y1燈亮，相當(dāng)于卸料電磁閥工作，小車卸料，如圖5所示。
(4)卸料完畢后退。Y3得電，對(duì)應(yīng)反轉(zhuǎn)線圈得電，小車正在后退，如圖6所示。
小車后退到原位A，停在A點(diǎn)繼續(xù)裝料，15 s后第二次前進(jìn)駛向2號(hào)位，到達(dá)2號(hào)位后停10 s卸料，10 s后再次后退返回原位A，然后開(kāi)始下一輪循環(huán)工作。這個(gè)過(guò)程同上述的模擬過(guò)程相似，在此不再贅述。
3小結(jié)
本例中重點(diǎn)分析了基于PLC的送料車在定點(diǎn)工位中自動(dòng)裝卸料的過(guò)程，并在實(shí)驗(yàn)室中模擬實(shí)現(xiàn)了該過(guò)程，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)具有一定的參考價(jià)值。還可以根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要，將定點(diǎn)工位擴(kuò)展到多個(gè)，更進(jìn)一步還能實(shí)現(xiàn)呼叫式定點(diǎn)送料。
