PLC与文本屏、编码器、变频器程序实例之一

1PLC与文本屏、编码器、变频器程序实例之一——可调定长自动裁切控制装置5.3.1可调定长自动裁切控制装置的系统构成电动机变频器皮带旋转编码器弹性连轴器气动裁切刀具输送带待裁切板材主轴气动控制装置电磁阀输送方向刀位检测开关图5-28可调定长自动裁切控制装置系统配置示意图裁切机器由机体、传送带、气动裁切刀具等机械部件和变频器、电机、刀位检测开关、旋转编码器等电力拖动部件和长度检测部件构成。机器工作原理简述：由变频器控制电机起停与速度，电机由皮带拖动机器主轴，主轴带动输送带，输送带将待裁切板材源源不断地输送至裁切刀具下；旋转编码器经弹性连轴器（可用软塑料管代用）与机器旋转主轴连接，对主轴的运行线距离进行脉冲计数，当设定长度（设定脉冲数）与编码器计数长度相等时，由PLC输出下刀指令，变频器停止运行，输送带停止输送，下刀电磁阀动作，气动裁切刀具下行，对输送带上的板材进行裁切。裁切过后，系统又自动启动运行。系统设计要求：1）、板材输送速度可以调节。采用变频器拖动电机满足此要求；2）、裁切长度可以设定，并可以监控，采用PLC与文本屏相结合，满足此要求；3）、机器主轴的直径规格不一，与长度设置互有影响，应考虑此因素。可用文本屏可对主轴数据（轴周长）修正；4）、选用旋转编码器的型号不同，脉冲计数值/周有别。用文本屏可对旋转码器的脉冲计数值/周数据进行修正；5）、正常输送使用一个可调整的较高的输送速度，称为变频高速；而当输送长度接近于裁切长度时，输送带应进入低速运行阶段，称为变频低速（可为一固定速度），这样便于提高裁切精度和裁切质量。低速输送距离（长度）可以根据现场操作运行情况，由文本屏设置；6）、下刀裁切时，输送带必须停止输送，裁切完毕后，输送带开始运行。下刀裁切至重新运行，需有一个适宜的延时时间，如时间太短，刀具未升到原位，容易与板材相顶，损坏板材和刀具。若时间过长，会导致本班产量降低。这个下刀时间（实际为刀具复位时间）也可以由文本屏进行设置；27、本班产量——裁切张数，可以在屏面上显示和监控。下一班人员可将显示值复位清零，重新计数；8、系统的运行方式：用按钮启动和停止，实现自动裁切功能。000102030405COM024V24GC0M04140COM14243COM224VSP1GB1SB2SB1K7M-DR10SDB9MRS232YD204VL40棕24G黑白绿蓝棕YA1COMFWDRP12.2k-10kLFU1N2AN旋转编码器计数信号输入系统启动信号系统停止信号刀位光电信号X2RSTUVWEL1L2L3+10VVS1GNDAC60-1.5G/2.2PLM下刀电磁阀变频器起/停变频器高速变频器低速文本屏可编程序控制器伟创变频器三相输入电源750W电动机RS232DB9M黑皮带输送机(气压裁切)TRD-2T600BFCDD-11NMY2NJ220V图5-29可调定长裁切装置系统电气压原理（接线）图根据以上要求，核算了PLC的I/O点数，绘制系统原理接线图并编写控制程序。可调定长裁切装置选用10点LS/K7MDR10S型PLC、YD204VL4文本屏，和伟创AC60/1.5kW变频器，用CDD-11N型接近开关（常态为接点接通，检测物体到位后，接点开断）采集刀位信号，用TRD-2T600BF型旋转编码器测量板材长度。PLC的P40端子控制下刀电磁阀，进行裁切控制；P41端子输出接点信号做为变频器的FWD运转信号。变频器的运转频率由RP1电位器调节给定；P43端子连接变频器的X3端子，X3端子功能被设置为点动，该端子信号输入时，变频器以点动（低速）频率运行。3变频器应该调整的参数值：1）运行/停止命令，E-01：置1，端子起/停控制；2）主速频率给定E-02：置2，端子VS1，0—10V信号，由外接电位器调整；3）控制端子X3功能选择F-02：置1，正转点动运行；4）点动频率E-25：根据运行需要调整。先预置为7Hz；5）停机方式E-34：置1，自由停车；6）电机过流保护E-57：设定值应等于电机铭牌上的额定电流值或为电机额定电流的1.1倍；7）加速时间根据需要调整，为提高工效，将加速时间设为0.3秒，减速时间设为0.6秒。变频器在较短时间加速至全速，容易出现过载报警与停机。为了满足用户快提速和提高产量的要求，将750W电机配用1.5G型变频器。图5-29配线图中，裁切刀位位置由光电开关检测，检测信号由P05端子输入。刀位输入静态为常闭点信号，裁切到位后，输入一个常闭点的开断信号；编码器的计数信号由P0、P1两个输入端子进入，本例程序电路，通过参数已将HSC0（高速计数通道1）设置为两相CW/CCW工作模式（设置方法详见第三章的第二节），CW：正转计数；CCW：反转计数。输送带正向运行时，P00输入信号有效，程序电路对从P00端子输入的信号进行加计数；输送带反向运行时，P01输入信号有效，对从P01端子输入的信号进行减计数。这样，当因某种原因需进行倒车时，高速计数的结果会自动减去倒车尺寸，保障裁切长度的准确。5.3.2PLC程序电路（见下图5-30、图5-31）：程序电路完成的主要任务是对输送带输送的板材进行长度计量和裁切控制，因而13-63程序步为一段对高速计数输入的高速计数脉冲进行相关算术计算的程序，从而得出裁切长度、减速距离与当前长度监控值等数据（见下文程序解析）；裁切控制应用了HSCST（高速计数有效）指令，以取出旋转编码器输入的计数脉冲数，并存入数据寄存器D5中，供计算电路采用。程序电路中还用到了触点比较指令和普通计数指令（计数器C0），相对应的程序电路解析见下文。下面先行给出整体的程序电路，请读者对应右侧注解，参考相关指令的用法，再与后文的文本屏画面相结合，找到画面与程序电路的结合点（相关软元件的来龙去脉）。4变频高速M6运行标志MAP5MDDMULD3510D3514D351632位乘以点动命令刀位光电预备点动P410M0A低速命令M6P5运行标志刀位光电5变频低速P43P2系统启动P3系统停止9M0系统运行系统运行M0F0000RUN标志13裁切长度编码脉冲结果寄存1DDIVD3516D3512D351832位除以结果寄存1轮周长总长度脉冲数DMULD3550D3514D353632位乘以减速距离编码脉冲结果寄存2DDIVD3536D3512D353832位除以结果寄存2轮周长减速距离脉冲数DSUBD3518D3538D352032位减去总长度脉冲数减速距离脉冲数开始减速脉冲数DDIVD0005D3512D352232位除以高速计数轮周长结果寄存3DDIVD3522D3514D353232位除以结果寄存3编码脉冲当前长度值M0B下刀命令63M50本班产量计数复位/屏键68UCTUC000RS0999F0000RUN标志DMOVC000D353032位数据传送裁切张数本班产量监控M0系统运行74MCS0主触点控制开始P5刀位光电76TONT50001干扰抑制M0系统运行80T5干扰抑制DM5运行条件2M0系统运行84DM2运行条件1变频器主速运行控制变频器点动运行控制系统运行起/停控制以下程序为算术指令运用:乘法算式:长度设定乘以编编码器周脉冲数结果寄存于D3516D3510D3514来自于屏/设定画面结果寄存1除以轮周长结果寄存于D3518D3512来自于屏/设压画面除法算式:D3518去往屏/监控画面乘法算式:减速距离乘以编编码器周脉冲数结果寄存于D3536D3550D3514来自于屏/设压画面结果寄存2除以轮周长结果寄存于D3538D3512D3538来自屏/设压画面除法算式:D3518减D5358内部寄存数值结果寄存于D3520D3520来自屏/设定画面减法算式:高速计数除以轮周长结果寄存于D3522除法算式:结果寄存3除以编码脉冲数/周结果寄存于D3532D3532去往屏/监控画面除法算式:本班产量/裁切张数计数裁切张数复位/下一班计数产量计数传送给至屏面显示计数器C0中数值传送至D3530D3530去往屏/监控画面主触点控制开始至MCSCLR0结束系统由P2按钮启动运行裁切后由刀位光电信号启动运行图5-30可调定长裁切装置PLC程序电路第一段5M5运行条件287M2运行条件1M6运行标志MB下刀命令运行标志M6M6运行标志P40下刀气阀92M0B下刀命令T0下刀时间HSCST000000009999999D5长度值高速计数预置减速距离长度值M6运行标志112TONT10005防顶延时T1防顶延时116D5D3520M0B下刀命令M0A低速命令D5D3518下刀命令M0B长度值设定长度P40下刀气阀M4下刀气阀P40TONT0D3500下刀时间下刀动作结束下刀动作结束M4MCSCLR0主触点返回左母线END程序无条件结束144145自动运行,运行条件成立旋转编码器脉冲计数值放入寄存器D5136142P40下刀气阀103DMOV00000D5数据传送长度值下刀动作信号,将计数值清零复位操作时,将计数值清零刀具抬起后,变频器运转当计数长度值与预置减速距离相等时条件比较指令:M0D触点动作.变频器转入低速运行预备下刀裁切.提高裁切精度当计数长度值与设定长度值相等时裁切指令发出.条件比较指令:D3520D3518来自屏/设定画面裁切动作实施裁切动作时间预留载切动作结束下刀控制电磁阀得电时间下刀电磁阀失电主触点控制结束程序结束D3500来自屏/设定画面图5-31可调定长裁切装置PLC程序电路第二段5.3.3文本屏的画面编辑一般情况下，先将PLC程序电路编写完毕，再据程序电路的“相关的元件地址”编辑文本屏画面。程序电路与文本屏画面两者产生联系的元件如下表所示。6表5-5PLC程序电路与画面联系元件表元件编号信号去向元件作用与属性M50由屏→PLC开关量控制。用于本班产量计数的清零（复位）3号“监控”画面复位按钮（定义为左行箭头功能键）D3510（设定）寄存器由屏→PLC数据处理。用于裁切长度设定。2号“设定1”画面，定义“设定”，文字提示：裁切长度毫米。D3550（设定）寄存器由屏→PLC数据处理。用于预置减速距离设定。2号“设定1”画面，定义“设定”，文字提示：预置减速毫米。D3512（设定）寄存器由屏→PLC数据处理。用于主轴直径设定。4号“设定2”画面，定义“设定”，文字提示：主轴周长毫米。D3514（设定）寄存器由屏→PLC数据处理。用于旋转编码器脉冲数/周的设定。4号“设定2”画面，定义“设定”，文字提示：编码脉冲脉冲/转。D3500（设定）寄存器由屏→PLC数据处理。用于下刀时间（刀具复位时间）的设定。4号“设定2”画面，定义“设定”，文字提示：下刀时间秒。D3530（监控）寄存器PLC→屏数据处理。用于本班产量（裁切张数）的监控、显示。3号“监控”画面。文字提示：本班产量张。D3532（监控）寄存器PLC→屏数据处理。用于当前长度的监控、显示。3号“监控”画面。文字提示：当前长度毫米。文本屏画面如下:图5-321号画面。画面描述：开机画面。1号画面：除了用文字串键入一些说明外，使用三个功能键，均是担任画面跳转功能的。左行箭头功能键：定义为“画面跳转”、“3”。文字提示：监控。按此键转转3号“监控”画面；右行箭头功能键：定义为“画面跳转”、“2”。文字提示：设定。按此键转2号“设定1”画面；下行箭头功能键：定义为“画面跳转”、“5”。文字提示：帮助。按此键转5号“操作说明1”画面。2号画面，编辑和定义了两个“设定型”寄存器，用于设定“裁切长度”的寄存器D3510和用于设定“减速距离”的定时器D3550。此外，还编辑了两个画面跳转功能键画面。上行箭头功能键：定义为“画面跳转”、“1”。文字提示：返回。按此键时返回1号开机画面；“8”数字功能键：定义为“画面跳转”、“4”。隐形键。按此键时，转换到4号“设定2”画面。2号画面（见下图5-33）：将数字小键盘中的“8”键，设置为隐形功能键，按此键时将从2号画面跳转到4号（设定2）画面。“8”键，在编辑软件中以“模糊图形”的形式出现，但实际屏显示画面中