四柱式万能液压机PLC控制系统设计(2)
2)软件系统
软件设计即编写满足生产要求的用户程序,一般用梯形图和助记符编程。包括程序流程图设计、软件设计、编制应用程序及程序修改和调试等4部分内容。在此主要介绍程序流程图设计和应用程序的编制。编制应用程序是整个程序设计工作的核心内容,程序编制分开关量和模拟量2部分。
电气部分用PLC控制代替继电器控制,实现液压机的基本动作,这部分是开关量控制。开关量仅有2种相反的工作状态,例如高电平和低电平、继电器线圈的通电和断电、触点的接通和断开,PLC可以直接输入和输出开关量信号。
要实现变压边力控制,需要改造压边力控制系统,把控制压边力的溢流阀改为比例溢流阀,由PLC控制比例溢流阀实现对压边力的控制。这部分是模拟量控制,模拟量是连续变化的物理量,例如电压、温度、压力和转速等。PLC不能直接处理模拟量,需要用模拟量输入模块中的A/D转换器,将模拟量转换为与输入信号成正比的数字量。PLC中的数字量需要用模拟量输出模块中的D/A转换器将它们转换为与相应数字成比例的电压或电流,供外部执行机构使用。
(1)开关量程序
跳转指令的应用。在满足控制要求的情况下,为简化程序和减少扫描时间,选用了控制程序流程的指令—跳转指令JMP(004)及JME(005),两指令配对使用。JMP指令执行前,要建立逻辑条件;JME不要条件,只表示跳转结束。要跳转的程序列于这2个指令之间。当执行JMP时,若其逻辑条件为ON,则不跳转,照样执行JMP与JME间的指令,如同JMP,JME不存在一样;若为OFF,则不执行JMP与JME间的程序,有关输出保持不变。
跳转指令在程序中应用如图42所示。
KEEP指令与保持继电器的应用。压机工作时速度由快变慢的转换,由中行程开关发讯从而控制5DT的通断来实现。通过对KEEP指令的使用保持继电器实现这部分程序,即使在急停或突然断电时也可以保持以前的状态,再开机保证工作的正常运行。部分程序如图43所示。
定时器指令的应用。编程用到了普通定时器CNT和可逆定时器CNTR。普通定时器CNT是递减计数器,当计数输入端有上升沿脉冲输入时,计数器当前值减1,直到当前值为0,计数器完成标志变为ON。可逆计数器CNTR有加计数端、减计数端和复位端,当加计数端有上升沿输入时,计数器当前值加1,当达到预定值时计数器完成标志为ON,当减计数端有上升沿输入时,执行减计数,减到0时标志为ON。普通定时器CNT的应用如图43所示。
(2)模拟量程序
SCL指令的应用。采集的压力和位移经A/D转换成PLC能处理的数字量,但在实际运算中还要将这个数值转换为实际的物理量,转换时综合考虑变送器的输入/输出量程和模拟量输入模块的量程,找出被测物理量与A/D转换后数据之间的比例关系。然后应用缩放指令SCL,它的功能是根据指定的一次函数,将无符号的BIN数据缩放(转换)成无符号的BCD数据。
采用2路模拟量输入分别采集压力和位移。对压力和位移采集后的数值要转换成实际的物理量。
压力的采集和转换过程如图44所示。量程为0~200 kN的压力传感器输出信号为0~3.2 V,选择200通道的量程为0~5 V,转换后的数字量0~1770HEX。图44a为压力采集,用MOV指令存到数据寄存器D100;图44b为SCL指令的应用,把压力的数字量转变成压力的实际值。
PID指令的应用。采用PID指令实现模拟量PID控制程序,实现PLC的闭环控制系统。
数据转换指令APR的应用。APR指令用于折线近似运算。变压边力控制即压边力的设定值是随时间或位移变化的曲线,这些曲线的输入用APR指令编程实现。
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