用PLC设计一个小型抽屉控制系统

吴涛

(昆山开放大学，江苏昆山215316)

用PLC设计一个小型抽屉控制系统

吴涛

(昆山开放大学，江苏昆山215316)

通过一个实际项目例子制作一个符合规定要求的控制程序，重点介绍三菱PLC如何设计出符合项目设计要求程序的方法，以及如何充分利用三菱PLC其内部元件编写程序。

直流电源；互锁；正反转；光电开关；PLC

0 引言

三菱PLC因其内部软元件丰富，入门比较容易等特点，从而在目前的小型设备改造市场中占有一席之地。下面以一个具体项目设计实例来说明三菱PLC如何设计出符合项目设计要求程序及外围电路。

1 小型电气设备项目的设计要求

1.1 通过4个常开按钮控制三个抽屉的开关动作，三个抽屉有三个直流电机控制其打开和关闭，直流电机内置放大电路，通过改变通过直流电机的电压的方向来控制抽屉的打开和关闭。每个抽屉有两个光电开关检测来对抽屉是关闭还是打开的。

1.2 PLC一通电时正常情况下三个抽屉都是自动关闭，若三个抽屉只要有一个不是关闭的，则要把三个抽屉关闭后才能进行下一步操作。

1.3 按下常开按钮1，其他二个抽屉如果有打开的，则关闭，抽屉1打开。

1.4 按下常开按钮2，其他二个抽屉如果有打开的，则关闭，抽屉2打开。

1.5 按下常开按钮3，其他二个抽屉如果有打开的，则关闭，抽屉3打开。

1.6 按下常开按钮4，所有抽屉如果有打开的，则都要关闭。

1.7 所有抽屉打开与关闭都要有指示。

2 项目控制系统设计

2.1 根据项目的控制要求，PLC的I/O分配如下表1所示：

2.2 项目设计PLC电气原理图

分析项目设计的控制要求可知，控制这三个抽屉的直流电动机的具有正反转功能，由于直流电动机的正反转是通过改变加在直流电动机上的电压方向实现，我用一个中间继电器的二个辅助常开开关控制一个方向电压给直流电动机从而控制其正转，另外一个中间继电器的二个辅助常开开关控制另外一个方向电压给直流电动机从而控制其反转。完整的电气原理图如图1所示。

2.3 项目设计PLC控制程序

根据上面的控制要求我进行设计出下面的控制程序，限于篇幅，没有给出梯形图，而给出了实现该控制程序的指令表如表2所示。

3 项目设计PLC外部电气原理图分析

3.1 保护功能

表1 PLC的I/O分配表

图1

表2 控制程序的指令表

在图1所示项目设计电气原理图中，大部分电气元器件是和PLC连接在一起的，只有几个中间继电器的触点和直流电机连接在一起。我用断路器给PLC和直流电机提供短路及轻度过载保护。用熔断器给中间继电器和指示灯提供过载保护。

3.2 互锁保护功能

所控制三台直流电动机的正反转，用KA1的二对常开辅助触点控制1号直流电动机的正转，用来控制1号抽屉的打开，用KA2的二对常开辅助触点控制1号直流电动机的反转，用来控制1号抽屉的关闭，同时KA1和KA2之间在程序上和外部硬件都有互锁保护功能；用KA3的二对常开辅助触点控制2号直流电动机的正转，用来控制2号抽屉的打开，用KA4的二对常开辅助触点控制2号直流电动机的反转，用来控制2号抽屉的关闭，同时KA3和KA4之间在程序上和外部硬件都有互锁保护功能；用KA5的二对常开辅助触点控制3号直流电动机的正转，用来控制3号抽屉的打开，用KA6的二对常开辅助触点控制3号直流电动机的反转，用来控制3号抽屉的关闭，同时KA5和KA6之间在程序上和外部硬件都有互锁保护功能；

3.3 低电压供电

由于判断三个抽屉的开与关，用了六个光电开关，而光电开关采用是直流24V供电，为了充分利用24V直流电流，把所有中间继电器及相关指示灯全部变成24V供电。电源供电电压的降低也有利于保护操作设备使用者的安全。

4 控制程序分析

将QS合上，给整个系统供电。当PLC从停止到运行的瞬间，M8002接通进入S0步，在S0步先对所有的输出Y0到Y6时行复位，然后进行判断三个抽屉都是关闭的，抽屉1关闭则压合X6；抽屉2关闭则压合X10；抽屉3关闭则压合X12。X6、X10和X12三个光电开关全部闭合，则表示三个全部是抽屉是关闭的，此时去S30步执行下一步操作；若X6、X10和X12三个光电开关只要有一个没有闭合，也就是说可能有一个以上抽屉没有闭合，则转到S20步去执行所有抽屉关闭任务，任务完成后再转回到S30步；在S30步进行判断是SB1、SB2、SB3和SB4哪一个按钮被按下，SB1和PLC输入点X0连接，SB2和PLC输入点X1连接，SB3和PLC输入点X2连接，SB4和PLC输入点X3连接，当X0接通时，则转到S40步执行程序，在S40步中打开抽屉1，其他二个抽屉如果有打开的，则关闭，执行完成后则转到S20步；当X1接通时，则转到S50步执行程序，在S50步中打开抽屉2，其他二个抽屉如果有打开的，则关闭，执行完成后则转到S20步；当X2接通时，则转到S60步执行程序，在S60步中打开抽屉3，其他二个抽屉如果有打开的，则关闭，执行完成后则转到S20步；当X3接通时，则直接转到S20步执行程序，在S20步中让所有抽屉关闭。最后只要将所有抽屉的动作用指示灯指示出来，用Y10控制HL1指示灯指示1号抽屉打开；用Y11控制HL2指示灯指示1号抽屉关闭；用Y12控制HL3指示灯指示2号抽屉打开；用Y13控制HL4指示灯指示2号抽屉关闭；用Y14控制HL5指示灯指示3号抽屉打开；用Y15控制HL6指示灯指示3号抽屉关闭。为什么在这个地方没有用连续的输出点，关键在于便于使用功能指令MOV K2Y0 K2Y10 让Y0到Y7所有输出传递给Y10到Y17，这样的话就可以节省程序。

5 结语

通过上面的项目电气原理图分析和控制程序分析，再加上GX－WORK2软件的仿真，最后到把实际电路做出来进行验证，所有设计要求都符合项目设计要求。且控制柜也可以做到很小，外围线路也不是很多。

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

[2]张豪著.三菱PLC应用案例解析[M].北京：中国电力出版社，2012.

[3]杨后川编著.三菱PLC应用100例[M].北京：电子工业出版社，2013.

[4]李金城编著.三菱FX系列PLC定位控制应用技术[M].北京：电子工业出版社，2014.

[5]高安邦编著.三菱FX/A/Q系列PLC自学手册[M].北京：中国电力出版社，2013.

（编辑 文新梅）

Design a Small Drawer Control System with PLC

WUTao
（Kunshan Open University，Kunshan 215316,China)

Through a practical project example,make a control program with the specified requirements.It mainlyfocus on the introduction that howmitsubishi PLC design the method that conforms to the requirements of the project design program,and howtomake full use ofthe mitsubishi PLCprogram’s internal components towrite programms.

DCpower supply;interlock;positive&negative rotation;photoelectric switch;PLC

G712

B

1672-0601（2015）09-0099-03

2015-07-13

吴涛，女，1980年2月出生，工学学士，讲师，主要研究方向电气技术教育。