PLC 在多点定位及往返系统中的控制研究武丽西南科技大学信息工程.PDF

PLC 在多点定位及往返系统中的控制研究 武 丽 西南科技大学信息工程学院 四川 绵阳 621010 来源：微计算机信息 摘要：在往返式传动控制系统中，很多时候都会涉及到多点定位问题。即要求在不同的定位 点启动不同的机械动作。但由于机械惯性的作用，常常会给系统带来定点误差。本系统以龙 门刨床的机械传动为例，采用 PLC作为控制器，通过变频器调节速度，利用光电编码器和 PLC 高速计数器进行定位控制，从而实现精确定位。 关键字：变频器；PLC；高速计数器；光电编码器 1 龙门刨床的机械传动控制要求 图 1 所示的龙门刨床的机械传动示意图。传动系统从原点启动，中速行驶到 1000mm，开始 高速行驶，高速行驶到 3000mm，开始低速爬行，低速爬行到终点（3200mm）停车。停顿 2s。 反向高速行驶，高速行驶到距原点 200mm 处开始低速爬行。到达原点停车，停顿 2s 后重新 开始往返。在原点和终点低速爬行的目的是为了避免系统惯性带来的定点误差，做到原点和 图 1 往返式机械传动示意图 终点的精确定位停车。 2 龙门刨床机械传动的 PLC 控制系统硬件设计 1 2.1 系统对变频器的控制要求 变频器的正反转由继电器 K1、K2 控制，速度的切换由继电器 K3、K4 完成。变频器故障报警 输出触点（30A、30C 触点）用于立即停止高速计数器运行，并由指示灯 HR 指示。 变频器具有多段速度设定功能，当 K3、K4 两个继电器触点都断开时，高速行驶（第一速度）； K3 闭合，K4断开时，中速行驶（第二速度）；K3断开，K4 闭合时，低速行驶（第三速度）； K3、K4 都闭合时，手动调节行驶（第四速度）。 旋钮 SF 用于手动/自动切换，并用指示灯 HG1 表示自动状态。手动时，能够通过按钮 SA1 （电 机正转）和 SA2（电机反转）手动调节传动系统的位置。 按钮 SA 用于传动系统在自动状态下的启动/停止控制。采用“一键开关机”方式实现启动/ 停止控制，用指示灯 HG2 表示启动状态。 行程开关 SQ 用于自动启动时，确定传动系统在原点位置，自动停止时，传动系统必须返回 原点。行程开关 SQ1、SQ2 用于传动系统的两端限位，确保传动系统不能脱离设备。 2.2 PLC 系统硬件系统的构成及连接 为了实现对龙门刨床机械传动的精确定位，本系统采用 PLC作为控制器，通过变频器进行速 度调节，采用光电编码器和 PLC 高速计数器进行定位控制。根据龙门刨床的机械传动控制要 求，系统中有开关量输入点 8 个，开关量输出点 7 个，光电编码器 A相输入一个，因此选用 SIEMENS 的CPU224 作为控制器，其 I/O 点的分配及系统接线如图 2 所示。 图2 龙门刨床机械传动PLC 控制系统接线图 3 PLC 梯形图程序的设计 2 PLC 的梯形图程序设计包含主程序（用于实时调用手动子程序 SBR_0 和自动子程序 SBR_1）、 子程序 SBR_0（用于实现对系统的手动控制）和 SBR_1（用于实现对系统的自动控制）和中 断处理程序 INT_0 程序（用于处理高速计数器计数当前值到达不同预置值的处理）。由于篇 幅所限，以下将以中断处理程序 INT_0 程序为例，说明变频器对速度的控制和调节。其梯形 图如下。 4 梯形图设计过程中要注意的几个关键问题 4.1 通过多次更改高速计数器的中断和预置值实现多点定位 实现多点定位控制的关键包括两点，第一点是设置高速计数器中断