一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
隨著我國(guó)建筑行業(yè)施工水平的提高,混凝土澆注基本上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化?;炷帘檬腔炷翝沧⒌氖走x設(shè)備,對(duì)設(shè)備的可靠性要求高,工作環(huán)境差。徐州天地重型機(jī)械制造有限公司自成立之日起即從事混凝土泵的設(shè)計(jì)、制造、銷售和服務(wù),至2002年混凝土泵的產(chǎn)量已進(jìn)入行業(yè)前列,所生產(chǎn)的混凝土泵電氣控制系統(tǒng)仍采用傳統(tǒng)的繼電器控制。為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品的可靠性,做出自己的特色,對(duì)不同廠家的PLC進(jìn)行比較后,決定采用西門子的LOGO!作為混凝土泵的控制器。
混凝土泵是通過(guò)油缸把混凝土輸送到施工地點(diǎn)的建筑機(jī)械,按動(dòng)力的不同可分為電機(jī)泵及柴油機(jī)泵,圖三為采用電動(dòng)機(jī)的混凝土泵的打開結(jié)構(gòu)。
圖四為混凝土泵工作示意圖,圖四(a)中當(dāng)活塞A退到接近開關(guān)SQ1時(shí),Y
圖四、混凝土泵工作示意圖
當(dāng)活塞A運(yùn)行到左端時(shí),活塞B正好運(yùn)行到右端,接近開關(guān)SQ2得到信號(hào),此時(shí)Y
當(dāng)活塞A再次運(yùn)行到接近開關(guān)SQ1時(shí),重復(fù)第一步的過(guò)程。
反泵工作時(shí),接近開關(guān)得電時(shí)活塞的運(yùn)動(dòng)方向相反,S管的擺動(dòng)位置不變,相當(dāng)于把S管中的混凝土吸入到料斗中。因活塞的運(yùn)動(dòng)方向相反,二個(gè)接近開關(guān)的接線需對(duì)調(diào),即相當(dāng)于把二個(gè)接近開關(guān)的位置對(duì)調(diào),如圖四(b)。
電氣部分主要控制電動(dòng)機(jī)(柴油機(jī))的起停、主油缸的往復(fù)動(dòng)動(dòng)、S管的擺動(dòng)、柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速等,核心部分為主油缸和S管的擺動(dòng)控制,為了減少LOGO!的輸入輸出點(diǎn)數(shù),凡是可以通過(guò)開關(guān)直接控制的動(dòng)作均不通過(guò)LOGO!控制。這樣,每臺(tái)機(jī)器上只用一個(gè)LOGO! 12/24RC,用于控制主油缸、擺動(dòng)油缸的四個(gè)方向閥,柴油機(jī)泵上再增加一個(gè)DM8 12/24RC。用于控制柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速。
二、控制系統(tǒng)構(gòu)成及完成的功能
下面主要介紹與LOGO!有關(guān)的控制部分。
1 外圍電路的設(shè)計(jì)
與LOGO!相關(guān)的外圍電路見圖五,采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力的混凝土泵,使用一個(gè)LOGO!12/24RC,控制柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖六;采用柴油機(jī)作為動(dòng)力的混凝土泵,需增加一個(gè)DM 12/24RC,用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)油門,內(nèi)部結(jié)見圖七構(gòu)。各輸入輸出端子的功能見表一。
圖五 LOGO!外圍電路
圖六 電機(jī)泵控制柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)
表一 LOGO!輸入輸出端功能表
輸入端 |
功能 |
輸出端 |
功能 |
I1 |
泵送 |
Q1 |
泵送電磁閥Y |
I2 |
反泵 |
Q2 |
泵送電磁閥Y1B |
I3 |
接近開關(guān)SQ1 |
Q3 |
擺動(dòng)電磁閥Y |
I4 |
接近開關(guān)SQ2 |
Q4 |
擺動(dòng)電磁閥Y2B |
I8 |
電機(jī)(柴油機(jī))起動(dòng) |
Q5 |
柴油機(jī)升速 |
I9 |
柴油機(jī)升速 |
Q6 |
柴油機(jī)降速 |
I10 |
柴油機(jī)降速 |
|
|
I11 |
自動(dòng)油門控制選擇 |
|
|
2 LOGO!與采用PLC的比較
LOGO!是西門子公司推出的通用邏輯控制模塊,與PLC相比有許多優(yōu)點(diǎn),特別是性價(jià)比高、帶液晶顯示器等。下面是LOGO!與PLC的比較表:
表二 LOGO!與PLC的比較
序號(hào) |
功能 |
LOGO! |
PLC |
1 |
電源電壓 |
12-24VDC通用,電壓種類多 |
固定電壓 |
2 |
輸入輸出點(diǎn)數(shù) |
最多I 24/O 20/A 8
較少 |
I/O:24-128
較多 |
3 |
價(jià)格 |
低 |
較高 |
4 |
參數(shù)顯示 |
可帶液晶顯示器,可顯示參數(shù) |
不帶顯示器,需另加文本顯示器或人機(jī)界面 |
5 |
編程 |
即可計(jì)算機(jī)編程,也可在LOGO!上編程 |
計(jì)算機(jī)編程或采用專用編程器編程 |
6 |
參數(shù)修改 |
LOGO!本體可修改參數(shù) |
參數(shù)不能修改,需重新編程 |
7 |
繼電器電流 |
本體10A,擴(kuò)展5A |
|
3 LOGO!內(nèi)部程序的邏輯圖及輸入輸出邏輯關(guān)系
I11=0,I8=1、I1=1時(shí),允許Q1-Q4輸出并計(jì)時(shí),否則Q1-Q4=0;
I11=1,I8=1、I1=1時(shí),Q5=1并延時(shí)為0,Q1-Q4在Q5=0時(shí)允許Q1-Q4輸出并計(jì)時(shí);
I11=1,I8=1、I1=0時(shí),Q1-Q4=0,Q6=1并延時(shí)為0;
I9=1,則Q5=1;
I10=1,則Q6=1;
在允許Q1-Q4輸出時(shí),若I2=0,I3觸發(fā)Q1、Q3為1,Q2、Q4為0;
I4觸發(fā)Q1、Q3為0,Q2、Q4為1;
在允許Q1-Q4輸出時(shí),若I2=1,I3觸發(fā)Q2、Q3為1,Q1、Q4為0;
I4觸發(fā)Q2、Q3為0,Q1、Q4為1;
若在允許Q1-Q4輸出的狀態(tài)下,Q1-Q4的輸出狀態(tài)達(dá)到設(shè)定的延時(shí)時(shí)間仍無(wú)I3或I4觸發(fā)改變,則由延時(shí)繼電器觸發(fā)改變Q1-Q4的輸出狀態(tài)。
4 LOGO!的功能塊圖
圖九 LOGO!的功能塊圖
根據(jù)LOGO!的邏輯圖,很容易即可編出LOGO!的功能塊圖。從上面的二圖可以看出,LOGO!的編程相當(dāng)簡(jiǎn)單。
在本程序中,采用了LOGO!內(nèi)部的小時(shí)計(jì),只有在機(jī)器工作時(shí)小時(shí)計(jì)時(shí),空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)小時(shí)不計(jì)時(shí),可對(duì)機(jī)器的使用量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
LOGO!帶有液晶顯示器,并可對(duì)顯示內(nèi)容進(jìn)行編程,文本顯示B031選擇了B21、B24的計(jì)時(shí)時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間計(jì)時(shí)器B030的運(yùn)行小時(shí),并設(shè)為較高的優(yōu)先級(jí),這樣一開機(jī)即顯示設(shè)定的參數(shù)。本機(jī)顯示見圖三。
圖十 開機(jī)顯示畫面
5 項(xiàng)目的難點(diǎn)及解決方法
本項(xiàng)目成功的關(guān)鍵是采用較低的價(jià)格,實(shí)現(xiàn)了較多的功能。在編程時(shí),應(yīng)盡可能利用LOGO!的功能,顯示出所需參數(shù),并對(duì)需調(diào)整的參數(shù)設(shè)為可整狀態(tài),如果系統(tǒng)較復(fù)雜,還可在外部出現(xiàn)故障時(shí)顯示報(bào)警提示功能。
四 產(chǎn)品使用狀況
徐州天地重型機(jī)械制造有限公司自2002年在混凝土泵上使用LOGO!以來(lái),得到廣大用戶的認(rèn)可,特別是當(dāng)接近開關(guān)損壞后可以通過(guò)程序控制工作,其它廠家的產(chǎn)品均沒能實(shí)現(xiàn)。目前,每年的LOGO!用量在200臺(tái)以上,基本做到了免維護(hù)。
LOGO!價(jià)格低廉、工作可靠、編程方便,雖然點(diǎn)數(shù)較少,如果能夠優(yōu)化電路,在許多場(chǎng)合均能代替PLC作為控制元件,并且具有輸出電流大(本體