基于PLC的自动往返工作台升级改造

□ 黄李辉

一、传统自动往返工作台的继电器控制

在实际的工业自动化场所，往返工作台是经常用到的，比如说全自动成型机，其就是一台由多个往返系统组成的设备。传统的自动往返工作台的工作示意图如图1所示，其工作原理是:工作台在AB之间往返运动，当正向前进到达B处时，就会碰触行程开关SQ1，行程开关SQ1闭合，电机反转，工作台就会反向后退，到达A处时，碰触行程开关SQ2，行程开关SQ2闭合，电机正转，工作台正向前进，如此往复。其中SQ3和SQ4是正反向极限保护开关，一旦因为某种原因导致行程开关SQ1和SQ2失效时，工作台碰触到极限保护开关，整个电路系统就会断电，工作台停止运动。

图1 自动往返工作台示意图

图2 自动往返工作台的主电路和控制电路

基于上述自动往返工作台的原理，利用传统的继电器控制，可以设计如图2的电器主电路和控制电路，图2的工作原理是，SB1和SB2是控制电路开关，比如闭合SB1，线圈KM1得电，KM1触点闭合，电机正转，工作台正向前进，当碰到行程开关SQ1时，SQ1常闭触点断开，常开触点闭合，KM1线圈失电，KM1触点断开，电机正转停止，工作台停止，随即，KM2线圈得电，KM2触点闭合，电机反转，工作台反向后退，当碰到行程开关SQ2时，情景和碰到SQ1时相同，不再赘述。这样工作台就会做往返运动，当工作台碰到极限保护行程开关SQ1或者SQ2时，控制电路断电，主触点断开，电机停止，工作台停止。同时电路中接触器KM1和KM2互锁，避免了主电路短路，从而起到保护电路的作用。

用低压电器实现对电路的控制，电路原理比较简单，出现故障时排查也比较方便，但是整个接线比较冗长，各个低压电器的逻辑关系不是很严格，特别是期间动作不灵活的时候，容易造成短路，损坏电路。因此有必要用PLC电路对往返工作台电路进行改造，从而实现电路准确、快速高效地运行。

表1 PLC的输入和输出点定义

二、基于PLC的往返工作台的电路改造升级

(一)用PLC改造升级电气控制电路的方法。在原来电气控制电路的基础上使用PLC进行电路升级改造，关键是抓住继电器控制电路和PLC电路之间的一一对应关系，即逻辑关系的对应和继电器硬元件和PLC软元件之间的对应。一是熟悉继电器控制电路的逻辑关系，熟悉工作台的工作要求和各个动作的时序关系。二是定义PLC的各个管脚，确定PLC的输入和输出关系，进行PLC的外部接线。三是在相同的逻辑关系的基础上，确定继电器的硬元件和PLC的软元件的对应关系，画出PLC的梯形图。四是优化梯形图，并进行调试。

(二)定义PLC的输入和输出点。在上述方法的指引下，定义PLC的输入和输出点如表1表示，梯形图如图3所示。

图3 自动往返工作台的PLC梯形图

(三)运行与调试程序。上述硬件和软件做好以后，运行调试程序，完全符合工业生产要求，并且整个电路反应更快、更准确。

三、结语

现在很多企业的自动化电路还是由继电器控制为主的，这种电路在安全性和精准性方面越来越跟不上社会的要求，因此需要进行自动化的改造升级。在原来继电器控制电路的基础上进行PLC自动化改造，关键是要找准继电器控制和PLC控制之间的对应关系。在整个社会呼吁产业升级的背景下，提高设备的自动化程度是重中之重，因此，研究自动化的原理应用、程序算法、设备制造等等，是一个重大课题，也是一个重要方向。

［1］庄汉清．三菱PLC编程实例的教学设计［J］．化学工程与装备，2009，3

［2］向晓汉．三菱FX系列PLC完全精通教程［M］．北京:化学工业出版社，2012，3

［3］王柏忠．浅谈三菱PLC在自动控制设备中的应用［J］．科技致富向导，2011，3