狀態分析法在兩段閥PLC程序設計中的應用

趙榮華

安鋼集團冶金爐料公司（455004）

兩段閥是安鋼500 m3白灰豎爐的重要設備，在不停風、不停爐的情況下，與園盤機配合，完成出灰過程。兩段閥的動作共有四個步驟,在以前的PLC程序中，程序繁冗復雜，調試過程中容易出現兩段同時開的錯誤狀態。為了簡化程序，并增強可靠性，我們在安鋼集團冶金爐料公司5#豎爐的PLC程序設計中采用狀態分析法，取得了理想的效果。

1 兩段閥控制系統的組成及動作順序

兩段閥由兩段密封的閥體構成。在出灰過程中，先開1段，物料由1段下落到2段，而此時2段是密封的，保證不漏風。延時5S后關閉1段。1段關到位延時1S后再開2段。2段開后，物料由2段下落到出灰皮帶，此時1段是密封的，不漏風。延時5S然后關2段。2段關閉延時1S后再開1段。如此循環，完成連續送風、同時出灰的功能，保證了豎爐的連續作業。

兩段閥的控制系統由限位開關、PLC、電磁換向閥、氣缸組成。兩段閥的動作由氣缸驅動，氣流的方向由電磁換向閥控制，氣流方向的改變實現兩段閥每段的開、閉動作。PLC依據安裝在兩段閥氣缸臂上的限位開關確定閥的位置，并按順序啟停各段。

兩段閥共裝有四個限位開關∶1段開限位、1段關限位、2段開限位、2段關限位。兩個氣缸裝四個進氣通道，對應四個電磁閥線圈，分別是∶開1段、關1段、開2段、關2段。

2 系統的狀態分析

根據兩段閥的功能要求，1段和2段交替開、閉,相應地1段開限位、1段關限位、2段開限位、2段關限位均觸發一個定時器，定時器動作，觸發系統狀態的轉換。狀態轉換圖如下∶

S1狀態∶T4動作后進入此狀態，1、3段關閉后啟動定時器T1，當T1延時1S后，開啟2段，轉入S2狀態。

S2狀態∶T1動作后進入此狀態，2段開后啟動定時器T2，當T2延時5S后，關閉2段，轉入S3狀態。

S3狀態∶T2動作后進入此狀態，2段關后啟動定時器T3，當T3延時1S后，開啟1、3段，轉入 S4狀態。

S4狀態∶T3動作后開轉入此狀態，1、3段開后啟動定時器T4，當T4延時 5S后，關閉1、3段，轉入S1狀態。

3 各狀態下限位開關的位置及定時器狀態

由以上的狀態轉換關系，可知各狀態下限位開關的位置及定時器狀態見表1。

表1 各狀態下變量的變化

4 定時器的觸發

由表1可知，T1由1段關限位觸發，T2由2段開限位觸發，T3由2段關限位觸發，T4由1段開限位觸發。

5 狀態變量的選取

表1可知，S1和S3狀態下各限位開關的狀態可能是完全一致的，因此，僅由限位開關并不能確定四個狀態。根據需要，我們采用一個中間標志位，結合定時器狀態來確定四個狀態。程序中用一個RS觸發器M0.0，用 T2為M0.0置位，用T4為M0.0復位。由于T1和T3是相反的，這樣，當M0.0為0時，T3為1(T1為0)時為 S1狀態，T3為 0(T1為 1)時為S2狀態；當M0.0為1時，當T3為0(T1為1)時為S3狀態，當T3為1(T1為0)時為S4狀態。

根據各狀態的輸出關系，得到表2。

6 根據以上分析，得到程序如圖2所示

表2 各狀態下中間標志位的變化及輸出變化

7 結語

采用狀態分析法進行PLC程序設計，可以將較復雜的順序控制的邏輯關系清晰地表現出來，使得程序進一步簡化，增強了程序的易讀性、可靠性和可維護性。在安鋼500 m3豎爐兩段閥的程序設計中取得了良好的效果。