PLC在多点定位及往返系统中的控制研究.

1、PLC在多点定位及往返系统中的控制研究團1龙门刨床的机械传动控制要求图1往返式机械传动示意图图1所示的龙门刨床的机械传动示意图。传动系统从原点启动，中速行驶到 1000mm开始高速行驶，高速行驶到 3000mm开始低速爬行，低速爬行到终点（3200mm停车。停顿2s。反向高速行驶，高速行驶到距原点 200mm处开始低 速爬行。到达原点停车，停顿2s后重新开始往返。在原点和终点低速爬行的目ffl 是为了避免系统惯性带来育定点误差，做到原点和终点的精确定位停车。2龙门刨床机械传动的PLC控制系统硬件设计速度曲切换由继电器K3、K4完成。 用于立即停止高速计数器运行，并2.1系统对变频器的控制要求变

2、频器的正反转由继电器K1、K2控制， 变频器故障报警输出触点（30A、30C触点） 由指示灯HR指示。变频器具有多段速度设定功能，当 K3 行驶（第一速度） 闭合时，低速行驶（第三速度）K4两个继电器触点都断开时，高速；K3闭合，K4断开时，中速行驶（第二速度）；K3断开，K4 ；K3、K4都闭合时，手动调节行驶（第四速度）。旋钮SF用于手动/自动切换，并用指示灯HG俵示自动状态。手动时，能够 通过按钮SA1（电机正转）和SA2（电机反转）手动调节传动系统 的位置。按钮SA用于传动系统在自动状态下I的启动/停止控制。采用“一键开关机” 方式实现启动/停止控制，用指示灯HG2表示启动状态。行程开

3、关SQ用于自动启动时，确定传动系统匪原点位置，自动停止时，传 动系统必须返回原点。行程开关 SQ1 SQ2用于传动系统I旳两端限位，确保传动 系统不能脱离设备。2.2 PLC系统硬件系统迪构成及连接为了实现对龙门刨床机械传动 的精确定位，本系统采用PLC作为控制器，S!过 变频器进行速度调节，采用光电编码器和 PLC高速计数器进行定位控制。根据龙 门刨床的机械传动控制要求，系统中有开关量输入点 8个，开关量输出点7个， 光电编码器A相输入一个，因此选用SIEMENSCPU224乍为控制器，其I/O点的分 配及系统接线如图2所示。版枚所有2吗值面电（S1110HC1 HRiKII 】K IL+

4、QOJ 00,1 00J CW工 00 * aw JL* gJ QOff QO，J QM Qi 1 * j * W L*DC I CPUia4 DC；DCyDCtf厂-厂U尹； Kfj山；厂1*亠Ifff【匚厂 12 Iism丄；Q0000g?00Q 0 300000 0(3UO叭S叫 S州 Sql Sqn S州(340光電漠玛P0200敷神痢pvAjS5?S电a图2龙门刨床机械传动PLC控制系统接线图3 PLC梯形图程序的设计PLC梯形图程序设计包含主程序（用于实时调用手动子程序SBR_O和自动子程序SBR_1、子程序SBR_O（用于实现对系统的手动控制）和SBR_1（用于实 现对系统的自动

5、控制）和中断处理程序INT_O程序（用于处理高速计数器计数当 前值到达不同预置值的处理）。由于篇幅所限，以下将以中断处理程序INT_0程 序为例，说明变频器对速度的控制和调节。其梯形图如下。4梯形图设计过程中要注意0!几个关键问题4.11通过多次更改高速计数器的中断和预置值实现多点定位实现多点定位控制的关键包括两点，第一点是设置高速计数器中断事件12（计数器当前值=计数器预置值），另一点就是 在中断处理程序中更改高速计数 器预置值。定位控制需要测量定位点与原点0!距离，然后将单位距离（mm转换成脉冲 量，通过光电编码器和PLC高速计数器记录脉冲量 的变化。本系统中，光电编码 器的机械轴和电动机

6、同轴。传动比=10，用于驱动设备的传动辊直径=100mm光 电编码器每转脉冲数=600个/转。可以计算出每毫米距离 的脉冲数为：每毫米距离的脉冲数=600-（ 10X 100X 3.140.19108脉冲/mm定点位和预置值比较，必须采用高速计数器中断方式，而不能采用一般的比较指令。助一般迫比较指令无法捕捉高速变化的事件。所以，必须通过ATCH和ENI指令将高速计数器中断事件号12 （计数器当前 值二计数器预置值）与中断处理程序INT_0连接。垂中断处理程序INT_0中，到 达预置值时，重新装载下一次 的预置值，亍执行工艺要求的继电器输出，处理变 频器的运行速度。在自动子程序SBR_1中，将高

7、速计数器HC0设置为单相计数输入，没有外部 控制功能。在原点和终点通过更改计数方向，便于中断处理程序 INT_0判断变频 器的运行方向。4.2在中断处理程序INTO中不能使用等于比较指令由于在一个中断处理程序int_0中判断处理多个预置值。需要比较指令和计 数方向来判断目前高速计数器计数当前值 在哪个阶段，髓判断来决定执行那一 段指令。但星，判断不能使用等于比较指令，应该使用大于或小于指令判断。尽管中断事件（计数器当前值=计数器预置值）发生时，PLC立即中断当前 主程序、子程序，执行中断处理程序INT_0中的指令。怛是，茁中断处理程序INT_0 中，PLC仍然是按照逐条逐行的扫描机制执行。而高

8、速变化的计数值不可能和中断 处理程序执行同步，如果采用等于比较指令，PL便执行中断处理程序时，可能会 错过等于值，使PL中断处理程序中无法判断设备运行到哪个阶段。4.3在自动运行时，高速计数器的初始值寄存器写入必须禁止由于多点定位需要多次装载预置值，写入预置值必须执行HSC指令。执行HSC写入指令，不单单是写入预置值，I如果在控制字节中不加以限制， 初始值寄存器SMD3沖的值同样写入。而SMD38=0这样，就会使高速计数器计 数当前值置0。因此，田自动运行时，必须设置控制字节 SMB37第七位SM37.6 为0,在装载预置值时，禁止写入初始值。I但星，在高速计数器初始设置和返回原点重新开始运行

9、时，又必须写入初始 值，使初始值置0,避免机械原因带来的误差。因此，控制字节必须多次修改。 遵循塑原则是：允许写入初始值、执行 HSC指令后，必须马上修改控制字节，禁 止初始值写入，并再次执行HSC指令，中间不能有其它指令存 在。4.4多点定位的输出线圈尽量采用立即指令采用高速计数器进行多点定位，主要 为了精确定位。定位精度既决定于高速 计数器迦测量，同时也决定于执行机构 的执行快速性。如果采用普通输出指令，在一个扫描周期的程序执行阶段，改变的仅仅是输出 映像存储器，PLO输出点不会立即刷新，只有在程序执行完毕后，PLC输出映像 存储器才能对输出点刷新，执行输出。旁了增加定位精度，尽量采用立即

10、输出指令。立即输出指令不受PLC扫描周期阶段的限制，在改变输出映像存储器的同时，立即刷新PLC输出点。4.5自动/手动程序采用For-Next循环指令和子程序指令实现本系统中的自动/手动功能通过采用For-Next指令和子程序指令实现。自动 程序和手动程序实际上就是两个循环指令 的循环体。而循环指令仅执行一次循环 扫描刷新。手动子程序SBR_（和自动子程序SBR_佣于整个程序的分段，便于程序的理 解，增加程序的可读性。For-Next循环指令的作用是使输出线圈能够重复使用， 简化程序。中断处理程序：INT_0当变频器正向运行(由SM36.5判断，增计数为正向运行，SM36.5=1),高 速计数

11、器当前值等于19108 (1000mr)i时，继电器K3(Q0.2)、K4 (Q0.3)断开,变频器速度设定为高速正向行驶(第一速度)。同时将高速计数器预置值更改为 57325 (3000mm。当变频器正向运行，高速计数器当前值等于59325 (3000mm时，继电器K3(Q0.2)断开、K4 (Q0.3)接通，变频器速度设定为低速正向爬行行驶(第三速 度)。同时将高速计数器预置值更改为 61146 ( 3200mm。当变频器正向运行，高速计数器当前值等于 61146 ( 3200mm时，表明达到 终点，继电器 K1 (Q0.0)、K2(Q0.1)、K3 (Q0.2)、K4 (Q0.3)全部复

12、位断 开，变频器立即停止运行。同时，发出终点到达信号 M0.1,让子程序SBR_1处 理停顿2s时间，并由SBR_1处理反向运行设置。当变频器反向运行(由SM36.5判断，减计数为反向运行，SM36.5=0， 速计数器当前值等于3822 (200mm时，继电器K3 (Q0.2)断开、K4 (Q0.3) 通，变频器速度设定为低速反向爬行行驶(第三速度)。同时将高速计数器预置 值更改为0。咼K2当变频器反向运行(由SM36.5判断，减计数为反向运行，SM36.5=0， 速计数器当前值等于0时，表明变频器返回到达原点。继电器K1 (Q0.0)、(Q0.1)、K3(Q0.2)、K4 (Q0.3)全部复位断开，