软件编程优化全自动钢管表面除锈机PLC控制

1.PLC控制的总程序框图

全自动钢管表面除锈机的所有操作和工作过程全部由PLC控制自动完成。完整的用户程序总框图如图6-12所示。整个用户程序采用模块化结构的设计，即由各自相对独立的程序模块组成。每个程序模块都有一个确定的技术功能，按功能分块。本系统主要包括下列4个程序模块。

图6-12 完整的用户程序总框图

1）通用程序模块。包括状态初始化、状态转移启动、状态转换停止、油泵起停、故障诊断及报警等。

2）手动操作程序模块。包括5台接料与支承缸的单一与同步升降；尾座缸的顶进和缩回；拨料缸的送料和备料；主机、刷轮机、横机、纵机、吸尘器的起停与正反转控制。

3）返回原位程序模块。包括5台接料与支承缸下降到底；尾座缸缩回原位；拨料缸置于备料状态；横机退回原位；纵机退回床头或床尾处；主机、刷轮机、吸尘器停机。

4）自动操作控制程序模块。按照全自动除锈的生产工艺流程采用状态转换图或步进梯形图编程，并配以多种传感器实现除锈机的各种互锁和保护功能。

这种模块式程序结构，不仅程序的编制比较直观和容易，而且在程序调试过程中易设断点和查找出错点。

其完整的控制顺序组态如下。

1）PLC在运行状态“RUN”，开关“ON”。

2）负载电源在“启动运行”状态。

3）在手动操作方式下，常闭触点X₀₀₂断开，执行手动操作程序，否则使程序转移。

4）在返回原位方式下，常闭触点X₀₀₁断开，执行返回原位程序，否则使程序转移。

5）在自动操作方式下，按自动启动按钮才执行自动操作程序。若在掉电恢复后，机器由原位重新起动时，不需要优先步骤。

2.通用程序模块梯形图

通用程序模块主要包括状态初始化、状态转移启动、状态转换停止、油泵控制程序、左右限位、保护程序等。其梯形图程序如图6-13所示。

（1）状态初始化 状态初始化包括初始化置位和中间状态器复位。状态初始化程序如图6-14所示。

1）初始状态置位。在选择返回原位状态方式下，按返回原位按钮，则表示机器初始化条件的初始状态器S600置位，其作用是使自动顺序工作从原位开始，依次逐步进行转换。当最后工序完成以后，S600再次置位，进行下一过程。而在依次工作期间，即使误按了启动按钮，也不可能作另一次启动，因为此时工序已不在原位，S600已处于不工作状态。

在选择了手动操作方式时，工作顺序由人工按下各按钮开关完成，不需要一定从原位开始，此时S600复位。

2）中间状态复位。因为状态器S600～S647均由后备电源支持，在失电时有可能是接通的。为防止顺序控制误操作，通常需要在返回原位和手动操作时，对处于中间状态的状态器进行总复位。指令格式见图6-13。F670K103是总复位功能指令，F671K601～F672K612为中间状态器S601～S612的复位功能指令，X001和X002是复位条件。若机器要求开机必须从原位开始工作，可加入M71初始化脉冲为复位条件。复位表示将中间状态器S601～S612全部复位。对于工艺要求状态器要在电源断电后恢复工作时，从掉电前保持的状态条件开始工作，则取消M71初始化脉冲。

3）状态初始化下的操作。

①按下返回原位按钮，表示机器初始化条件的初始状态器（S600）在返回原位方式下置位；在手动操作方式下复位。

②处于中间工序的状态器要用手动进行复位操作，具体有手动操作、返回原位、开机初始化脉冲。

图6-13 通用程序模块梯形图程序

图6-13 通用程序模块梯形图程序（续）

③状态器由电池支持，在掉电情况下仍保持掉电前的条件。

④F670K103可使中间状态器复位，此时状态器S601～612同时复位。

⑤如果状态器要在电源恢复供电时从掉电前条件继续工作，则不需要开机初始化脉冲M71复位。

此时，由置位指令驱动的输出继电器就要通过电池支持的辅助继电器M300～M377来驱动。

（2）状态器转换启动 状态器转换启动包括启动条件和原位条件，只有两者同时满足时，状态器才从初始状态器S600开始进行转换工作。

1）在自动操作方式下，按自动启动按钮，在油泵先起动条件下，M575得电自保，直到按下停机按钮。

图6-14 状态初始化程序

2）用M100检查机器是否处于原位状态。

3）当M575和M100都接通时，从S600初始状态器开始进行转换工作。

状态器转换启动程序如图6-15所示。

（3）状态器转换禁止 当用步进梯形指令控制状态转换时，激励特殊功能继电器M574动作，则状态器的自动转换就被禁止，如图6-16所示。

图6-15 状态器转换启动程序

图6-16 状态器转换禁止

1）在自动启动操作时，M101发出脉冲，使状态器转换禁止解除，状态器能够进行转换工作，使除锈机按步序转换自动工作。(https://www.xing528.com)

2）在自动停机、手操选择、返回原位选择、开机初始化脉冲等条件下，M574得电保护，状态器转换均处于禁止状态，不能进行自动转换工作。

3）当按下启动按钮时，M101产生脉冲输出，使M574断开。

4）在自动操作期间，按下停止按钮时，M574自保持，操作停止在现行工序；当按下启动按钮时，从现行工序重新开始工作。

5）在手动操作和返回原位情况下，禁止进行状态转换，按下启动按钮，在状态转换器禁止复位。

6）PLC启动时，用开机初始化脉冲M71使M574得电自保持，直到按下启动按钮。

（4）油泵起停程序

1）在YA₁～YA₁₄电磁阀失电的情况下，YA₀卸压电磁阀得电，使油泵电动机在卸压轻载状态下起动运转。

2）油泵起动时，当YA₁～YA₁₄中有一个得电时YA₀均失电，使各液压缸在高压油的推动下正常工作。

油泵起停控制程序如图6-17所示。

图6-17 油泵起停控制程序

（5）故障诊断及报警程序 为保护系统安全可靠运行，本系统设置了功能很强的故障诊断和系统保护及报警程序，如图6-13所示。主要包括：

1）料送出延时1s接料不到位时，不停机仅报警。

2）除锈过程中，纵机左、右行进到各支承缸，不发信号，支承缸不下降保护。

3）支承缸虽下降，但下降不到底保护。

4）尾座顶不到位保护。

5）限位保护。纵向溜板和横向拖板至两终点时，故障停机报警。

6）当电动机过热时停机报警。

7）急停时停机报警。

8）手动操作时，手动灯亮；自动操作时，自动灯亮。

9）支承缸下降次数的信号选择。

3.手动操作程序

手动操作的梯形图程序如图6-18所示。

图6-18 手动操作的梯形图程序

图6-18 手动操作的梯形图程序（续）

1）1＃～5＃缸在纵进、纵退、停止情况下，可单独升降，也可同步升降。

2）在纵进、纵退条件下，由相应接近开关控制升降。

3）其他启停由相应按钮操作。

4.返回原位程序

返回原位程序如图6-19所示。全自动工作开始必须返回原位，才能开始工作。

图6-19 返回原位程序

5.全自动操作程序

全自动操作程序的流程框图如图6-20所示，其梯形图程序如图6-21所示。

图6-20 全自动操作程序的流程框图

图6-21 全自动操作程序的梯形图程序

图6-21 全自动操作程序的梯形图程序（续一）

图6-21 全自动操作程序的梯形图程序（续二）