PLC与文本屏、编码器、变频器程序实例-彩钢瓦裁切控制程序总结.doc

1、1 系统配线及控制原理：彩钢瓦是一种建筑材料，出厂成型料长度是固定的（如15 米），客户需要的却是长度不一的材料。如一客户需要长度为12 米的 5 根，长度5 米的 10 根，长度为8 米的 3 根。如用人工裁切，每根长度都需测量，费时费力。用PLC 、文本屏、变频器控制实施自动裁切，操作工只要将此三种裁切长度值和裁切数量值从文本屏画面输入，设备就会自动切出这三种长度规格的彩钢瓦来。原设备是采用西门子变频器和触摸屏进行控制的，但因 PLC 和触摸屏严重损坏，不宜修复。 应用户要求，现在用LS 型 PLC 和 YD20 型文本屏，对其进行改造式修复。原设备的控制线路的主电路，见图 5-45 彩钢

2、瓦自动裁切设备主电路，可分为三部分： 油泵控制线路，为常规启、停电路，不受PLC 控制，上班后由操作人员进行启/停控制，为气压阀提供压力源；变频器控制线路，具有手动进、退和自动中的两段速运行控制，由手动和PLC 自动控制，完成对彩钢瓦材料的输送；刀具上行、下行的气压阀控制线路，对彩钢瓦进行裁切和控制刀具复位，由PLC 自动控制。 PLC 的控制过程： 裁切长度和数量由文本屏输入到PLC 的程序中 。由旋转编码器采集彩钢瓦的长度信号，经程序计算，控制变频器的启、停和气压阀的裁切动作。图 5-45彩钢瓦自动裁切设备主电路整机控制电源由空气断路器QF1控制，再由380V/220V 隔离变压器供给控制

3、电路，以提高抗干扰性能和操作安全性，也避免了采用火、零二线220V 供电时，零线接触不良时的供电不稳。设置SA0急停开关，在系统运行异常时，可快速停掉控制电源，无论手动或自动运行都被中止。油泵的运行提供裁切刀具的工作压力，油泵的起 / 停由 SB1、SB2 按钮手动控制；刀具的上行（抬起归位）、下行（裁切）由 PLC的输出接点驱动 KA1、KA2 两只继电器，再由继电器驱动 KP1、KP2 两只压力电磁阀；变频器的起 / 停、运转方向、运行速度均可以有手动 / 自动两种工作方式。手动裁切时用 SB3、 SB4按钮实现反转和运行控制，用 SB5 按钮控制手动下刀裁切。自动裁切时按设置好的两段速高

4、速和低速进行彩钢瓦输送、裁切前低速运行的控制，用继电器 KA1、 KA2控制刀具的下切和返回。对变频器的参数设置。将P2 端子设置为A 段速运行控制端子，其运行频率为7Hz；将 P3 端子设置为 B 段速运行端子，将运行频率设置为 35Hz；停车方式：自由停车；加、减速时间的设置，据现场运行要求设定。图 5-46彩钢瓦自动裁切设备PLC控制接线图PLC控制接线图，因原机型为西门子型PLC，输出端子在上部，输入端子在下部，为对应原线路配置和操作工人读图习惯，也将PLC输出端子线路画于上部，将输入端子画于下部了，读图时需予注意。图中 SA1为手动自 / 动运行方式选择开关，闭合时为自动运行方式，P

5、06、P07 端子输入刀具下、下限位信号；P0、P1 输入高速计数脉冲信号。SB4为自动运行暂停开关；YD20文本屏的工作电源，取自PLC的 24V、 24G电源供给端子。与可调定长裁切装置不同，程序电路的重点，是对多种剪切数量和多种前剪切长度进行处理，按设置要求完成对设置根数和长度的裁切任务。本装置最多能完成8 组长度和根数各不相同的裁切任务。当然，如果需要，可完成更多组数的裁切设置。控制系统的裁切动作，是按屏面设置数据来进行的，因而制作文开屏画面，就成为编写程序的一个重要内容，而且程序电路要与画面内容有机地结合在一起。还是按照先编写程序电路，再依据程序电路的元件地址制作文本屏画面的步骤来进

6、行。2 PLC 程序程序电路与对应画面：以程序电路左侧的步号为序进行程序电路的讲解。0-9 步电路，为一个计数电路、计数清零控制电路。 C0为剪切张数计数器，输入信号为剪切动作信号，下刀剪切一次，即输入一次计数信号，计数设定值是来自寄存器D3530（屏）内的剪切张数设定值，此值由第二段程序电路所传送，可为1 至 8 组设定值中的任意一组剪切张数设定值。图5-47彩钢瓦自动裁切设备PLC程序电路第一段C0 当前计数值的清零：1）当计数值等于当前设定值时，对应位元件C0 常开触点闭合，计数器复位电路接通，将当前计数值自行清零；2）当自动运行信号接通，M50产生一个扫描周期内的接通信号，“D M50

7、”指令的作用，是将输入信号转变为（上升沿）脉冲输出，将C1 计数器内的当前值清零。在此段电路中，可看出脉冲信号的作用：当手动/ 自动开关打到自动位置时，P3 触点处于常态的接通状态中， 若直接用P3 触点为C1 复位，则因其在常态接通状态C1 复位电路一直在强制复位状态下，会导致C1 不能完成正常计数任务。在这里自动起动后的清零动作，只能是一个瞬态的脉冲信号！ 将常态信号转化为脉冲信号，大多是为了适应电路对瞬态信号需求的，并非要对其作无谓的转换。9-15 步电路。 是完成组计数的功能， 当各组的剪切任务都完成后，计数器 C1 的常闭触点开断，使自动运行停止， C1起到了自动停止的控制作用，见2

8、8-32步电路。15-28 步电路。为当前组数监控数据处理电路，将组计数C1 中的数据传送至D3592。因监控显示为 1-8 ，最低显示数为1，显示“ 0 组”毫无意义。故采用ADD加法指令，将D3592（监控画面寄存器）之中数值预先加1，使之从数字 1 开始，显示1-8 组数。下图 5-48 ， 34-154 步，是传送指令和条件比较指令的应用。对应长度数据为32 位数据，传送指令为 DMOV，在画面设置中，长度设定值采用的寄存器被定义为32 位数据寄存器，以便与高速脉冲计数形成的 32 位数据相统一，而剪切数量则采用MOV，16 位数据传送指令。在对传送指令应用时，要注意其数据形式。图 5

9、-48 彩钢瓦自动裁切设备 PLC程序电路第二段实际工作中，每一组的长度值和剪切数量（根数）都不一样，在进行长度值和剪切数量的设置时，是以组序为区别，进行设置的，每一组都有两个量需要处理：1）该组剪切数量（根数）；2）该组剪切长度。 如第一组要求将彩钢瓦剪切长度为5 米，剪切数量 8 根。第二组 。 第三组 。那么程序电路是如何进行区别，按设置要求进行自动裁切的呢？对每组剪切长度和剪切数量的区别，是通过条件比较指令来进行的。第一段程序电路中，剪切组计数器C1 的计数输入信号，为剪切张数计数器C0 的触点动作信号。当剪切张数与设定值相等时某一组张数剪切完毕后，C0 触点动作， 向 C1 输入一个

10、计数信号。利用计数器C1 的当前数值和给定数字值比较，对现在剪切组别进行逻辑判断。并将设置好的剪切数量传送至计数器C0 中，做为其计数设定值；同时也将该组设定值传送到D3510，经第四段程序电路的算术处理，做为对应剪切长度的总脉冲数，与旋转编码器输入脉冲数进行比较，二者相等时，下刀剪切。34-49 步电路，为第一组的组别判断和第一组剪切长度传送电路、第一组剪切张数传送电路。其工作过程是这样的：系统启动时，计数器C1 中计数值为0， 34-49 步数据传送电路的输入回路接通（以下传送电路均无输入回路接通条件而不工作），数据传送电路将第一组剪切长度数据D3560（来自屏设定画面）传送至D3510

11、寄存器。此时第四段程序电路中的170-220步电路，所计算得出的总脉冲数（对应剪切长度）即为34-49电路所传送的第一组剪切长度值；同时，34-49电路也将剪切数量的数据传送到D3530 中，作为第一段程序电路中剪切数量计数器C0 的设定值；当实际下刀次数（剪切数量）与第一组设定数量相等时，C0 自清零，同时向C1（组计数）输入一个计数信号，使C1的当前计数值为1。C1 的当前计数值为1，从而使 49-64 步电路被激活， 第二组剪切长度与剪切张数传送电路的输入回路接通， 将第二组剪切长度数据传送至总脉冲数计算电路，同时也将第二组剪切张数的数据传送至 C0，作为 CO的计数设定值。也可以认为，

12、 D3510、D3530 的内部数据同时被刷新为第二组的设定数据。以下各组剪切数据的工作传送方式依此类推，直至剪切完毕，系统自动停机。每组剪切长度及剪切张数的设置画面如下：采用文本屏型号为TD20，LS 型 PLC与电脑的通讯电缆和与文本屏的通讯电缆相同，不必另行更换电缆。 第一步， 是选择 PLC类型，其通讯协议可以用默认配置，不须另设。 然后进入画面编辑。按主画面、其它画面的次序逐一进行编辑，定义元件（寄存器），设置画面转换功能键等。其画面编辑方法同上述的 YD204VL4文本屏，不予赘述了。图 5-49 TD20文本屏剪切长度、数量设置画面一第一组剪切长度：32 位数据寄存器D3560，

13、剪切张数： 16 位数据寄存器D3562；第二组剪切长度：32 位数据寄存器D3564，剪切张数： 16 位数据寄存器D3566；第三组剪切长度：32 位数据寄存器D3568，剪切张数： 16 位数据寄存器D3570；第四组剪切长度：32 位数据寄存器D3572，剪切张数： 16 位数据寄存器 D3574。注意：当指定 D3560 为 32 位寄存器时， D3561 同时被占用（D3560 储存低 16 位数据， D3561储存高 16 位数据），D3564（D3565）等数据寄存器，也都被指定为32 位数据寄存器。将 SEC定义为隐形键，实现向画面 1 的转换；将下行箭头键定义为画面跳转功能

14、键，按此键时转换到设置 2 画面。 因为一个画面只能处理和显示四行文字，须用两个画面才能完成对八组剪切数据的设置。图 5-50 TD20文本屏剪切长度、数量设置画面二第五组剪切长度：32 位数据寄存器D3576，剪切张数： 16 位数据寄存器D3578；第六组剪切长度：32 位数据寄存器D3580，剪切张数： 16 位数据寄存器D3582；第七组剪切长度：32 位数据寄存器D3584，剪切张数： 16 位数据寄存器D3586；第八组剪切长度：32 位数据寄存器D3588，剪切张数： 16 位数据寄存器 D3590。将 SEC定义为隐形键， 实现向画面1 的转换； 将下行箭头键定义为画面跳转功能

15、键，按此键时，转换到设置1 画面。图 5-52彩钢瓦自动裁切设备PLC程序电路第三段图 5-53 彩钢瓦自动裁切设备PLC程序电路第四段170-220 步（见图5-52 ），为长度脉冲数、减速距离脉冲数及长度监控值（将脉冲数转换为毫米值显示）的算术电路，与本章第三节的可调定长裁切装置的算术电路相同，请读者自行分析电路原理。另外，系统的起动/ 停止，和变频器高、低速的控制，及与控制相关的逻辑判断电路，也编写在该段程序中。220-243步程序电路（见图5-53 ），为高速计数和计数清零电路。247-263步电路，为变频器低速和下刀信号处理电路，与第一节程序电路内容相近，不予赘述。247-277步程

16、序电路，为自动/手动下刀裁切控制电路，下刀信号与上/ 下限位信号相配合，对下刀电磁阀进行控制。此处，用SET 置位指令“强制”了M10的接通（RST M10指令并没有成对出现），这是因为下刀裁切，只是一个瞬时过程，而抬起刀具，则为一个常态保持动作。在不明了实际的动作要求时，遇到这种不够规则的指令应用现象，就会感到不解。现场调试和程序修改，有点“头疼医头脚疼医脚”的意思， 某种情势下， 往往不是出于全面的周密的逻辑思考，而是考虑到先把问题解决了再说，因而某些指令用法的不规则和程序电路中偶尔出现的“凌乱”现象，就是在所难免的了。这是我们“读程序”时应该注意的方面了。同时在编程工作中，也要尽量养成一

17、个“按规则编写程序电路”的好习惯。文本屏的设置画面如下：图 5-51 TD20 文本屏的“机械设定”画面该画面描述：机械设定画面，用于（主轴）轮周长、编码脉冲、减速长度三个量的设置。轮周长设置：16 位数据寄存器D3512；编码脉冲数/ 周设置： 16 位数据寄存器D3514；减速长度设置： 16 位数据寄存器D3500。另外编辑了设置功能键提示文字，ESC隐形键和上行箭头键用于画面转换。对应“机械设定”画面的程序电路，见上图5-52 程序电路第三段170 步 220 步，是一段算术指令的程序电路，可得出裁切长度、减速距离等的相关控制数值。对文本屏和PLC的配合应用，经过以上两个程序实例，应该是比较熟习了。这就为进一步学习触摸屏奠定了良好的基础。触摸屏和文本屏的作用非常相近，乃至于都被称为图形终端，图文控制器。与PLC配合使用，也起到监控和操作两方面的作用。从画面编辑等操作上看从画面创建和命名、画面跳转键的指定、画面控制（监控）元件的地址指定、与PLC的通讯设置等方面，可以说没有什么不同。二者的最大不同之处，大约是按键外形的不同了。将文本屏在画面之外的操作键，移到画面内部，其操作形式由按动变为触摸，则文本屏就变成了触摸屏。触摸屏和文本屏有何不同？1）将屏面的按钮移到屏面以