2.系統(tǒng)功能  FBM207B

　　輕軌精整PLC智能控制系統(tǒng)包含銑床和鉆床控制，實現(xiàn)的基本功能如下：

FBM207B

　?。?/span>1） 切換功能：可實現(xiàn)手動與自動控制的切換,。在通常情況下使用自動檔，當(dāng)需要檢修或調(diào)試的時候,，切換到手動檔,。

　　（2） 自動報警功能：發(fā)生異常情況,，可隨時報警,。當(dāng)夾緊頭快下、動力頭快進(jìn),、動力頭工進(jìn)以及動力頭快退四個部分中任何一段出現(xiàn)異常情況時,，與之相應(yīng)的聲光報警就會動作，讓現(xiàn)場工作人員迅速采取措施,，避免或減少事故所造成的損失,。

　　（3） 自動記憶功能：配有“停車”及“繼續(xù)運行”按鈕,。當(dāng)工作過程中出現(xiàn)某些問題需要暫停運行時,，按下“停車”按鈕后，機(jī)床停止運行,，各部分均停留在原處不動,。再按下“繼續(xù)運行”按鈕,，則機(jī)床繼續(xù)運行。

　?。?/span>4） 緊急停車復(fù)位功能：配備有“緊急停車復(fù)位”按鈕,。當(dāng)在工作過程中發(fā)生異常，或中途突然停電后恢復(fù)時,，按下此按鈕使機(jī)床各部件回到加工前的初始狀態(tài),。

FBM207B

　　為實現(xiàn)上述功能，需要對運行過程進(jìn)行智能判斷,，進(jìn)行相應(yīng)的控制,。同時考慮到PLC的運算功能的限制，需要加入故障診斷模塊,，并進(jìn)行相應(yīng)的顯示,。

3. 系統(tǒng)組成 FBM207B

　　PLC選用三菱公司的FX2N系列可編程序控制器實現(xiàn)[1]，由可編程序控制器構(gòu)成的輕軌精整智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：

圖1. 輕軌精整智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

FBM207B

　　該系統(tǒng)有輸入,、控制運算和輸出三大部分組成,。

　　1）輸入部分包括操作按鈕和信號檢測兩部分。

FBM207B

　　a.操作按鈕用來人工設(shè)置參數(shù)或進(jìn)行手動操作,，處理緊急情況,。

　　b.信號檢測是由傳感器自動監(jiān)測生產(chǎn)線上機(jī)床的工作情況，一旦出現(xiàn)異常情況,，馬上報警提示操作者,，以進(jìn)行相應(yīng)的故障處理，如緊急停機(jī)處理等,，從而避免事故的發(fā)生,。

　　2）控制運算部分

FBM207B

　　控制運算部分主要由PLC來完成，由控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件來完成信號的輸入,、處理,、控制輸出的主要功能。

　　3）輸出部分包括報警裝置,、輸送和動力裝置,、固定裝置

FBM207B

　　a.報警裝置由閃爍的紅、黃,、綠三種顏色燈和報警鈴聲構(gòu)成,，三種顏色分別對應(yīng)三種不同報警級別。綠色表示系統(tǒng)正常,，黃色表示系統(tǒng)參數(shù)超范圍,，但仍能工作，需要進(jìn)行處理;紅色報警并伴隨報警聲音,，必須緊急停機(jī)處理,。

　　b.輸送裝置由PLC輸出的信號控制主電路,，給電機(jī)發(fā)送指令，讓其自動完成原料的傳送與動力傳送,。

FBM207B

　　c.液壓裝置是固定裝置,，由PLC控制器給定的信號,，經(jīng)電磁閥控制液壓設(shè)備,，將原料固定在某一位置，為原料加工服務(wù),。

4.系統(tǒng)軟件設(shè)計

4.1 PLC軟件設(shè)計考慮的問題

FBM207B

　　利用梯形圖編制控制程序,，在 PLC軟件設(shè)計中要考慮以下幾個問題：

　　（1） 強(qiáng)電關(guān)斷優(yōu)先原則：在銑床軟件設(shè)計中,，只要控制信號中有強(qiáng)電關(guān)斷的信號,，則不管其它信號如何都要關(guān)斷強(qiáng)電。如圖2所示,，只要關(guān)斷信號XO2=1,，則中間繼電器 M100 都要被關(guān)斷。 （2） 動作互鎖原則：有些控制不能同時動作,，就要進(jìn)行互鎖,。如主軸正、反轉(zhuǎn)控制,，圖 3為主軸互鎖控制示意圖,，任何一個回路啟動后必須同時關(guān)斷另一 個回路，從而保證兩者不能同時動作,。

FBM207B

圖2

圖3

　?。?/span>3） 順序聯(lián)鎖控制原則：即有些控制要求次序不能顛倒，這就要求前一個動作常開觸點串在下一個控制動作中,，同時將后一個動作中的常閉觸點串在上一動作的控制回路中,，如圖4 所示。

FBM207B

圖4

　　總之,，影響PLC控制系統(tǒng)的因素很多,，只要我們在軟件設(shè)計時充分考慮到各方面因素，就可避免出現(xiàn)故障,，控制系統(tǒng)的運行就會更加穩(wěn)定 [2] ,。

FBM207B

4.2 PLC基本控制程序設(shè)計

　　具體銑床控制功能框圖如圖5所示,鉆床控制功能與之類似。

圖5. 銑床控制順序功能框圖

FBM207B

4.3 故障診斷模塊的程序設(shè)計

FBM207B

　　對于PLC系統(tǒng),，由于內(nèi)存資源有限,，復(fù)雜的智能診斷難于實現(xiàn)，為此加入了故障診斷智能模塊,，該模塊以單片機(jī)為基礎(chǔ),，采用C51編程,，可方便實現(xiàn)各種控制算法。

　　采用故障樹推理與專家經(jīng)驗規(guī)則推理相結(jié)合的方法,，利用智能模塊的I/O功能及內(nèi)部信息進(jìn)行故障診斷,。[3][4]

（1） 故障結(jié)構(gòu)分析

FBM207B

　　在進(jìn)行故障診斷設(shè)計時，首先必須對整個系統(tǒng)可能發(fā)生的故障進(jìn)行分析,，得到系統(tǒng)的故障層次結(jié)構(gòu),，利用這種層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行故障診斷部分的設(shè)計。圖6為系統(tǒng)的故障層次結(jié)構(gòu),。

圖6. 故障層次結(jié)構(gòu)框圖

（2）程序設(shè)計

FBM207B

　　系統(tǒng)故障結(jié)構(gòu)的層次性為故障診斷提供了一個合理的層次模型,。在進(jìn)行系統(tǒng)的程序設(shè)計時，應(yīng)充分考慮到故障結(jié)構(gòu)的層次,，合理安排邏輯流程,。在引入故障輸入點時應(yīng)注意兩點：

　　a. 必須將系統(tǒng)所有可能引起故障的檢測點引入PLC，這主要是從系統(tǒng)的安全可靠運行考慮,，以便系統(tǒng)能及時進(jìn)行故障處理;

　　b. 應(yīng)在系統(tǒng)允許的條件下盡可能多的將zui底層的故障輸入信息引入PLC的程序中,，以便得到更多的故障檢測信息為系統(tǒng)的故障自診斷提供服務(wù)。

FBM207B

5.結(jié)束語

　　經(jīng)過在線調(diào)試和工業(yè)試驗運行階段后,，該控制系統(tǒng)已于2004年正式投入運行,運行以來,，效果良好,實現(xiàn)了預(yù)定的控制功能要求，克服了繼電器,、接觸器控制帶來的局限,，避免了原控制系統(tǒng)輔助元件多、故障率高,、工作噪聲大,、控制方式單一、維護(hù)困難等問題,。手動與自動切換方便,，抗*力強(qiáng)，適合鋼廠生產(chǎn)線的惡劣的工作環(huán)境,且易于計算機(jī)通訊,，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控,。FBM207B