物料输送控制系统优化及应用

1.控制要求

物料输送过程的控制系统由三条传送带组成，如图6-85所示。

图6-85 传送带输送系统示意图

该物料输送过程控制系统的控制要求如下：

1）传送带机1和传送带机2分别由S1～S4按钮手动控制起动和停止。

2）传送带机1或传送带机2运行后，传送带机3自动运转。

3）传送带机1和传送带机2不能同时运转。

4）为检测传送带机的传送带是否断裂或传送带机停转，设置传感器，用10Hz脉冲信号检测，由PLC发送脉冲信号，送传感器，一旦传感器发送脉冲信号，而检测器没有检测到脉冲，则表示有故障，检测开关S5～S7发送信号为0，表示脉冲未检测到，传送带断裂。

5）传送带机运行开始的3s内不对脉冲信号检测。

6）为不在传送带机上积料，在按下传送带机的停止按钮后延时2s后，传送带机1或传送带机2才能停止运转，传送带机3需要在传送带机1或传送带机2停运后6s才能停转。

7）检测到传送带机1或传送带机2的皮带断裂故障后，对应的传送带电动机应自动停转，同时，对应的停车信号灯闪烁，而传送带3必须在延时6s后才能停转。

8）检测到传送带机3的皮带断裂，则自动停止三台传送带电动机的运转。

2.控制系统分析和信号地址分配

根据控制系统的控制要求，该控制系统的地址配置见表6-17。

表6-17 物料输送过程控制系统的地址配置

3.控制系统编程

该控制系统由六部分程序组成。

（1）脉冲信号发生器

该控制系统需要用10Hz的脉冲信号和2Hz的方波信号。为此，编制脉冲信号发生器程序如图6-86所示。

图6-86 脉冲信号发生程序

图中，梯级001的程序用于发送0.1s的脉冲信号，其脉冲频率是10Hz。梯级002和003的程序用于产生2Hz方波信号，它用于传送带机停运信号灯的闪烁显示。

（2）运行状态

该程序用于显示传送带机1和传送带机2的运行状态。程序如图6-87所示。

图6-87 运行状态信号灯程序

传送带机1和传送带机2运行需互锁。保证传送带机1和传送带机2中，只有一个传送带机是运行的。

（3）传送带机运行开始阶段3s内不进行检测

该控制系统的PLC采用西门子公司S6-300，原程序采用S_ODT功能块，IEC标准编程语言没有提供该功能块，因此，需要用标准编程语言建立S_ODT功能块。

1）传送带机运行开始阶段3s内不进行检测程序的编程。程序如图6-88所示。

图6-88 传送带机运行开始阶段3s内不检测的程序(www.xing528.com)

2）接通延时定时器S_ODT功能块的编程。与标准IEC 61131-3的接通延时定时器比较，西门子公司的接通延时定时器有复位信号RST。该功能块有输入信号IN、复位信号RST、设定时间PT、输出信号Q和持续时间ET。输入和输出信号波形关系如图6-89所示。

图6-89 S_ODT接通延时定时器功能块

a）SD接通延时定时器波形图 b）SD接通延时定时器功能块图形表示

该功能块控制要求是当输入IN接通后，要延时设定时间PT后，才接通输出Q，当输入信号断开时，输出Q也断开。当输入信号持续时间小于PT时，输出Q保持为零。复位信号RST用于输出Q复位。

为此，建立用户功能块SD。该功能块有输入变量IN、RST和PT，输出变量Q和输出持续时间ET。程序如图6-90所示。

图6-90 SD功能块程序

需注意，程序中，T_2定时器仅用于输出Q持续时间的确定，因此，将PT设置为24h程序采用上升沿和下降沿检测功能块来检测输入信号的上升和下降变化。

该用户功能块可用于下述程序的编程。

（4）传送带机检测

当传送带机1或传送带机2运行3s后，需要对传送带机进行检测。程序如图6-91所示。

图6-91 传送带机运行检测程序

程序中，T1和T2是传送带机1和传送带机2的检测灯。可连接到外部显示，本示例作为内部变量，未显示。

（5）停车信号灯

传送带机的停车信号灯程序如图6-92所示。

图6-92 传送带机停车信号灯程序

a）传送带机1停车信号灯程序 b） 传送带机2停车信号灯程序

（6）传送带机运行信号

采用图6-93所示程序实现传送带机1、传送带机2和传送带机3的运行。

程序中的S_OFFDT功能块也是西门子公司提供的功能块。其控制要求与标准功能块断开延时定时器TOF功能类似。其控制要求为输入IN为1，输出Q也立刻为1；输入IN断开后要延时设定时间PT才使输出Q为0；当输入IN断开后的持续时间不足设定的延时时间PT时，输出Q将保持为1。其不同点是SF功能块有复位信号RST，可使输出Q复位。

图6-93 传送带机运行信号程序

为此建立SF功能块实现上述功能。该功能块有输入信号IN、RST和PT，输出Q和ET。该功能块输入输出信号波形如图6-94所示。

图6-94 SF关断延时定时器功能块

a）SF关断延时定时器波形图 b）SF关断延时定时器功能块图形表示

SF功能块程序如图6-95所示。

本示例是将原始用西门子公司S6-300的程序，转换为其他符合IEC61131-3标准编程语言的PLC的应用示例。它根据西门子公司提供功能块的功能，建立用户的功能块，实现有关功能。其中，SD功能块并未使用复位信号，因此，也可直接用TON标准功能块替代。SF功能块可直接用图6-95所示程序，其中，TON_1功能块也可不使用。

图6-95 关断延时定时器SF功能块程序