PLC 系统设备手动/自动转换模式应用

2013-07-13谢巨龙

设备管理与维修 2013年3期

谢巨龙

作者通联：哈飞汽车工业集团制造工程部设备能源处哈尔滨市平房区征仪南路1号 150060 E-mail：xiejulong168@163.com

一些采用PLC 系统的设备，经常配有手动/自动选择开关，手动控制设备的某些动作，如上升和下降、前进和后退、夹紧和松开等。为节约成本、简化设计，手动/自动选择开关常常只占用PLC的一个输入点，这样PLC 只能以输入点的通、断区分手动和自动状态，若接通表示自动，断开则表示手动，当输入点由断开变为接通时就会使设备从手动状态转为自动状态。如果编程时不注意这种二值逻辑的手动/自动转换情况，则可能使设备的某些动作自动执行，甚至造成重大事故。

1.存在的问题

汽车制造厂悬挂积放链上的吊具（用于抓取、运送和放下车体）到达升降机上方后，条件满足情况下的后续动作顺序是吊具张开→升降机下降→下降到位停止→吊具闭合抓车→升降机上升→上升到位停止。设备采用单输入点手动/自动选择开关，手动操作升降动作时，先要将手动/自动选择开关打到手动状态，然后再按上升或下降按钮控制升降动作。图1 是使用AB RSLogix 500 编写、简化的升降机下降程序（粗线条的触点和线圈表示接通状态，下同）。

图1 PLC 程序1

操作人员单手手动操作时一般没有问题，即选择开关打到手动→按下降按钮使升降机下降→下降到位时打回自动。双手操作则可能出现问题，当手动状态下一只手按住下降按钮，升降机下降线圈O:2/0 接通并下降（图1 程序显示状态），此时自动下降回路中只有自动/手动选择开关点未接通。如果这时按住下降按钮不松手再用另一只手将选择开关打到自动状态，自动下降回路会通过I:1/0、O:2/0 触点继续使线圈O:2/0 接通并自锁，O:2/0 下降输出会维持接通直到下降到位开关I:1/2 接通，造成升降机下降到底。

操作人员认为上述双手操作方式可减少手指按按钮的时间并加快操作速度，而且始终未出什么问题。某次升降机在吊具闭合状态自动下降，砸坏了升降机下方等待被吊具抓起的车体。据事后调查分析确认，由于手动下降时不要求吊具张开到位，该工位操作人员便使用双手操作方式使吊具闭合的升降机自动下降，同时注意力分散，导致发生砸车事故。

2.解决措施

改进PLC 控制系统软、硬件配置，修补PLC 设计漏洞。一定要考虑到PLC中的自动和手动状态是否出现二值逻辑的情况，特别是手动向自动转换时，中间应有一个两者都断开的状态，彻底断开正在进行的手动动作后再转为自动。可使用具有两个选择位置且每个位置都有触点的选择开关，两个位置占用PLC的两个输入点，分别表示自动和手动状态，假设两个触点都是常开触点，两个输入点在PLC 梯级中同时使用（图2）。由于选择开关的机械中间位置两个触点均不通，处在这个位置的时间超过1个PLC 扫描周期，就可在转换时先断开上述操作中的手动下降输出，避免自动下降。而且如果两个手动/自动选择输入点其中之一发生短路或断路状态时，PLC 程序中相应设备既不处于手动状态也不处于自动状态，即设备不会再动作。

图2 PLC 程序2

但是如果选择开关转换时动作极快，中间状态时间短于1个PLC 扫描周期，还是可能发生危险，改进图2 程序（图3），增加手动到自动状态的转换限制，即使开关打到自动位置也不立即转到自动运行状态，还需要再按自动启动按钮或经过一段时间延时才能转到自动状态。

图3 PLC 程序3

使用双输入选择开关和自动启动按钮会增加PLC 输入点，而且也没有必要每个动作都使用各自的自动启动按钮，使用多年的设备大多没有富余的输入点作为双输入选择开关和自动启动按钮的输入。为此，再改图1 程序（图4，最接近于公司实际设备使用情况），仍使用1个输入点区分手动和自动状态（使用双输入点选择开关也可改为类似形式）。图4 程序改动量略大，使用延时接通定时器要更简单，即使自动选择开关输入接通并延时一定时间后再有效，延时时间要长于PLC 程序扫描周期，扫描周期通常是毫秒级，例如延时时间取1s，可避免出现手动向自动转换时自动下降自锁回路接通的情况，程序见图5。