用PLC設計一個小型抽屜控制系統

吳濤

(昆山開放大學，江蘇昆山215316)

用PLC設計一個小型抽屜控制系統

吳濤

(昆山開放大學，江蘇昆山215316)

通過一個實際項目例子制作一個符合規定要求的控制程序，重點介紹三菱PLC如何設計出符合項目設計要求程序的方法，以及如何充分利用三菱PLC其內部元件編寫程序。

直流電源；互鎖；正反轉；光電開關；PLC

0 引言

三菱PLC因其內部軟元件豐富，入門比較容易等特點，從而在目前的小型設備改造市場中占有一席之地。下面以一個具體項目設計實例來說明三菱PLC如何設計出符合項目設計要求程序及外圍電路。

1 小型電氣設備項目的設計要求

1.1 通過4個常開按鈕控制三個抽屜的開關動作，三個抽屜有三個直流電機控制其打開和關閉，直流電機內置放大電路，通過改變通過直流電機的電壓的方向來控制抽屜的打開和關閉。每個抽屜有兩個光電開關檢測來對抽屜是關閉還是打開的。

1.2 PLC一通電時正常情況下三個抽屜都是自動關閉，若三個抽屜只要有一個不是關閉的，則要把三個抽屜關閉后才能進行下一步操作。

1.3 按下常開按鈕1，其他二個抽屜如果有打開的，則關閉，抽屜1打開。

1.4 按下常開按鈕2，其他二個抽屜如果有打開的，則關閉，抽屜2打開。

1.5 按下常開按鈕3，其他二個抽屜如果有打開的，則關閉，抽屜3打開。

1.6 按下常開按鈕4，所有抽屜如果有打開的，則都要關閉。

1.7 所有抽屜打開與關閉都要有指示。

2 項目控制系統設計

2.1 根據項目的控制要求，PLC的I/O分配如下表1所示：

2.2 項目設計PLC電氣原理圖

分析項目設計的控制要求可知，控制這三個抽屜的直流電動機的具有正反轉功能，由于直流電動機的正反轉是通過改變加在直流電動機上的電壓方向實現，我用一個中間繼電器的二個輔助常開開關控制一個方向電壓給直流電動機從而控制其正轉，另外一個中間繼電器的二個輔助常開開關控制另外一個方向電壓給直流電動機從而控制其反轉。完整的電氣原理圖如圖1所示。

2.3 項目設計PLC控制程序

根據上面的控制要求我進行設計出下面的控制程序，限于篇幅，沒有給出梯形圖，而給出了實現該控制程序的指令表如表2所示。

3 項目設計PLC外部電氣原理圖分析

3.1 保護功能

表1 PLC的I/O分配表

圖1

表2 控制程序的指令表

在圖1所示項目設計電氣原理圖中，大部分電氣元器件是和PLC連接在一起的，只有幾個中間繼電器的觸點和直流電機連接在一起。我用斷路器給PLC和直流電機提供短路及輕度過載保護。用熔斷器給中間繼電器和指示燈提供過載保護。

3.2 互鎖保護功能

所控制三臺直流電動機的正反轉，用KA1的二對常開輔助觸點控制1號直流電動機的正轉，用來控制1號抽屜的打開，用KA2的二對常開輔助觸點控制1號直流電動機的反轉，用來控制1號抽屜的關閉，同時KA1和KA2之間在程序上和外部硬件都有互鎖保護功能；用KA3的二對常開輔助觸點控制2號直流電動機的正轉，用來控制2號抽屜的打開，用KA4的二對常開輔助觸點控制2號直流電動機的反轉，用來控制2號抽屜的關閉，同時KA3和KA4之間在程序上和外部硬件都有互鎖保護功能；用KA5的二對常開輔助觸點控制3號直流電動機的正轉，用來控制3號抽屜的打開，用KA6的二對常開輔助觸點控制3號直流電動機的反轉，用來控制3號抽屜的關閉，同時KA5和KA6之間在程序上和外部硬件都有互鎖保護功能；

3.3 低電壓供電

由于判斷三個抽屜的開與關，用了六個光電開關，而光電開關采用是直流24V供電，為了充分利用24V直流電流，把所有中間繼電器及相關指示燈全部變成24V供電。電源供電電壓的降低也有利于保護操作設備使用者的安全。

4 控制程序分析

將QS合上，給整個系統供電。當PLC從停止到運行的瞬間，M8002接通進入S0步，在S0步先對所有的輸出Y0到Y6時行復位，然后進行判斷三個抽屜都是關閉的，抽屜1關閉則壓合X6；抽屜2關閉則壓合X10；抽屜3關閉則壓合X12。X6、X10和X12三個光電開關全部閉合，則表示三個全部是抽屜是關閉的，此時去S30步執行下一步操作；若X6、X10和X12三個光電開關只要有一個沒有閉合，也就是說可能有一個以上抽屜沒有閉合，則轉到S20步去執行所有抽屜關閉任務，任務完成后再轉回到S30步；在S30步進行判斷是SB1、SB2、SB3和SB4哪一個按鈕被按下，SB1和PLC輸入點X0連接，SB2和PLC輸入點X1連接，SB3和PLC輸入點X2連接，SB4和PLC輸入點X3連接，當X0接通時，則轉到S40步執行程序，在S40步中打開抽屜1，其他二個抽屜如果有打開的，則關閉，執行完成后則轉到S20步；當X1接通時，則轉到S50步執行程序，在S50步中打開抽屜2，其他二個抽屜如果有打開的，則關閉，執行完成后則轉到S20步；當X2接通時，則轉到S60步執行程序，在S60步中打開抽屜3，其他二個抽屜如果有打開的，則關閉，執行完成后則轉到S20步；當X3接通時，則直接轉到S20步執行程序，在S20步中讓所有抽屜關閉。最后只要將所有抽屜的動作用指示燈指示出來，用Y10控制HL1指示燈指示1號抽屜打開；用Y11控制HL2指示燈指示1號抽屜關閉；用Y12控制HL3指示燈指示2號抽屜打開；用Y13控制HL4指示燈指示2號抽屜關閉；用Y14控制HL5指示燈指示3號抽屜打開；用Y15控制HL6指示燈指示3號抽屜關閉。為什么在這個地方沒有用連續的輸出點，關鍵在于便于使用功能指令MOV K2Y0 K2Y10 讓Y0到Y7所有輸出傳遞給Y10到Y17，這樣的話就可以節省程序。

5 結語

通過上面的項目電氣原理圖分析和控制程序分析，再加上GX－WORK2軟件的仿真，最后到把實際電路做出來進行驗證，所有設計要求都符合項目設計要求。且控制柜也可以做到很小，外圍線路也不是很多。

[1]向曉漢編.三菱FX系列PLC完全精通教程[M].北京：化學工業出版社，2012.

[2]張豪著.三菱PLC應用案例解析[M].北京：中國電力出版社，2012.

[3]楊后川編著.三菱PLC應用100例[M].北京：電子工業出版社，2013.

[4]李金城編著.三菱FX系列PLC定位控制應用技術[M].北京：電子工業出版社，2014.

[5]高安邦編著.三菱FX/A/Q系列PLC自學手冊[M].北京：中國電力出版社，2013.

（編輯 文新梅）

Design a Small Drawer Control System with PLC

WUTao
（Kunshan Open University，Kunshan 215316,China)

Through a practical project example,make a control program with the specified requirements.It mainlyfocus on the introduction that howmitsubishi PLC design the method that conforms to the requirements of the project design program,and howtomake full use ofthe mitsubishi PLCprogram’s internal components towrite programms.

DCpower supply;interlock;positive&negative rotation;photoelectric switch;PLC

G712

B

1672-0601（2015）09-0099-03

2015-07-13

吳濤，女，1980年2月出生，工學學士，講師，主要研究方向電氣技術教育。