6ES7221-1EF22-0XA0使用方式
1 引言
运料车的作用是将搅拌好的成品料提升到成品料存储仓中。早期的搅拌设备中，运料车控制通常都是采用继电器逻辑控制，由于继电器的稳定性远远比不上目前的plc控制设备。特别是随着科技的不断发展，plc以其体积小，功能强、故障率低、可靠性高、维护方便等优点，被国内外沥青混合料搅拌设备厂家广泛采用。
本项目运用plc(可编程逻辑控制)控制运料小车的运行，取代了传统的继电器控制，实现了运料过程的自动化。在具体控制过程中，通过移位指令、计时器和移位寄存器的复位指令使运料车能够连续运行，直到需要停止时按停止按钮停车。运料车还可通过手动控制其运行，但操作起来复杂，易出错，plc在小车自动送料控制系统中可实现较高的自动化程度，大大提高系统的稳定性和可靠性，减少调试、运行、维护的强度，成为“无人值班，少人值守”的优选小车送料自动控制系统。本文通过分析可知,用plc控制运料系统，安全、可靠，维护、调试方便，具有很高的推广价值。
2 设计与实现分析
2.1 运料车系统工作过程介绍
成品料存储仓一般有单仓、双仓或三仓等配置形式，再配一个废料仓。我们以双仓为例来说明其控制过程。图1为运料车工作过程示意图。运料车在工作前要先选仓。1号成品料仓和2号成品料仓的仓顶上各有(图1运料车工作过程示意图)两个门，起防雨和保温的作用。废料仓顶上没有门。当选择好料仓时，舱门自动打开，这时才允许运料车工作。运料车的工作过程为：前进——停车卸料——后退——等待装料——再前进。
图1 运料车工作过程
2.2 小车自动送料系统设计
(1)沥青入喷射腔，各热骨料仓装料，料粉仓装料；
(2)热骨料，料粉，沥青入搅拌锅搅料；
(3)搅拌结束，小车到位，接近开关发信号；
(4)搅拌锅打开电磁阀放料，读取称重传感器的值，当称重传感器的值到达设定值时搅拌锅关闭电磁阀，料运到目的地；
(5)车卸料读取称重传感器的值,当称重传感器的值达到设定值时运料车关门,返回搅拌锅下重新装料；
(6)运行直到运料完停车。
2.3 自动送料运动设计
用电动机拖动小车，电动机正转，小车前进，电动机反转小车后退。选择成品料仓1号或2号。选择好后，小车停在搅拌锅下装料，当称重传感器达到预定值时，电磁阀关闭，停止装料，小车前进，向选好的料仓驶去，抵达后将料卸完(称重传感器达到预定值即小车的净重)小车后退返回到搅拌锅下接着装料，继续向料仓运料。如此反复直到将料运完。
(1)小车向1号成品料仓运料：小车位于搅拌锅下；当运料小车位于搅拌锅下时，压下限位开关sq0，接通x1，其常闭断开，常开闭合，指示灯y0亮。
(2)小车向1号成品料仓运料：按下起动按钮sb1，接通x0，其常开闭合，运行指示灯y1亮。y1常开触点接通，实现自锁。y1常开触点接通移位寄存器的输入端，m0置“1”，其常开触点闭合，常闭触点断开。m0和x2接通t0的线圈。30秒后(此30秒时间内给小车装料)t0常开触点闭合，y4线圈得电，km1得电吸合，电机正传，小车前进，向1号成品料仓运料。
(3)小车从1号成品料仓返回搅拌锅下：当运料车到达1号成品料仓时，压下限位开关sq1，x2常闭断开，常开闭合。t0线圈失电，其常开断开，km1失电释放，电动机停转，小车停止前进。m0与x2常开接通移位寄存器输入端cp，将m0中的“1”移位到m1中，m1常闭接点断开，m0补“0”，而m1常开接点闭合，t1线圈通电，延时30秒(在这30秒内小车卸料)后，t1常开触点接通，y5线圈通电，接触器km2接通，电机反转，小车后退，返回搅拌锅下。
(4)运料车第二次向1号成品料仓运料：当运料车返回搅拌锅下时，压下限位开关sq0，x1常闭断开，t1圈失电，t1常开断开，y5失电，km2线圈失电释放，电动机停转，小车停在搅拌锅下。m1与x1接通移位寄存器输入端cp，将m1中的“1”移位到m2中，m0的“0”移位到m1中，m0仍补“0”，m2接通t0线圈。30秒(这段时间小车装料)后，t0常开触点闭合，接通y4，km1得电吸合，电动机正转。运料小车向1号成品料仓运料。
(5)运料小车第2次返回搅拌锅下：当运料车到达1号成品料仓时压下sq1，x2常闭断开，常开闭合，t0线圈失电后，t0常开断开，y4线圈失电，km1失电释放，电机停转，运料小车停止前进，这时m2与x2接通移位寄存器的输入端cp，将m2中的“1”移位到m3中，m3常闭触点断开，m2补“0”，m3常开触点闭合，接通t1，延时30秒(此时小车卸料)，t1常开闭合，y5被接通，km2接通，电动机反转，小车后退，返回搅拌锅下。
(6)运料车停止运料：当小车返回搅拌锅下时x1常开闭合，常闭断开，y5失电，运料车停止运行。此时m3与x1接通移位寄存器输入端，m3移位到m4，m4为“1”，m0～m3位“0”，如果连续运行开关s没有合上，x5仍断开，那么移位寄存器不会复位，m0仍为“0”，则运料车停止运行。
(7)运料车连续运行或向其它料仓运料：
● 如果需要继续向1号成品料仓运料，只要合上开关s，x5，x1与m4接通复位输入端rst，移位寄存器复位。m0重新置“1”，m0与x2又接通y4，运料小车又开始第二周期运行。一直到不需要运料时，按下停止按钮sb4，x8触点断开，y4、y5线圈回路断开，运料车立即停止运行。同样，如果发生意外情况，不论运料车在任何位置，只要按下停车按钮sb4，电动机能够立即停车，系统恢复原来状态。当故障排除时重新启动；
● 运料车向2号成品料仓运料。运料过程的控制与向1号成品料仓运料控制相同，只是移位寄存器的输入从m5～m9。
● 运料车向废料仓运料。控制过程与向1号成品料仓运料控制过程相同，只是移位寄存器的输入从m10～m14。
● 此程序运行时，可以任意先选择其中的一个料仓给其运料。运料过程中如果需要给其它料仓运料只要将运料车停止，再启动其它料仓的启动按钮就行。
2.4 设计中要注意的几个问题
(1)盛沥青、骨料、料粉的料斗分别装有上限、下限报警器将沥青、骨料和料粉分别用运料车将料放入盛料料斗中，将料斗阀门打开开始放料，它有一个盛料的上限，当料斗内的料超过上限时，报警装置动作，停止放料。同理，还有一个盛料的下限报警装置。将沥青、骨料、料粉下放到搅拌锅内，盛料斗内的料低于下限时，下限报警装置响应，开始加料。
(2)沥青、骨料、料粉入搅拌锅量的控制。成品料是由沥青、骨料、料粉搅拌而成，而各料在成品料中所占比例不同，需要控制各个料的量。放料时需按预先设计好的程序控制各料斗下料的量。
(3)重量控制。将搅拌锅内的料搅拌好后，通过电磁阀给运料车装料。运料车装料的量通过称重传感器来控制。当称重传感器的值达到设定值时，搅拌锅关闭电磁阀，通过传感装置给电动机发出信号，小车将料运走。
(4)电机过载报警装置。运料车在过载低速运行过程中，容易引起电动机发热过烫的现象，会缩短电动机的寿命。在发生这种现象时通过报警装置及时检修相关装置，排除故障。
(5)障碍物监测。在运料车工作过程当中，为防止传送带或轨道上有障碍物阻碍运料车而发生事故，如工作人员在不知道的情况下挡在运料车的必经之路时或有其它设备或物体时，自动监测系统能够及时发现发出警告，使运料车暂停，待清除障碍后再运行。
(6)运动路线。运料车运料必定有一个运料路线，这个路线是预先设定的，通过给运料小车编制一定的程序实现自动沿路径运行。
2.5 系统程序设计
(1)plc外部接线图如图2所示。
图2 plc外部i/o连接示意图
(2)梯形图设计如图3所示。
图3 系统plc工作梯形图
3 结束语
论述证明通过限位开关、移位寄存器等的控制可以实现控制以下要求：
(1)运料车向1号成品料仓运料。
(2)运料车向2号成品料仓运料。
(3)运料车向废料仓运料。程序运行时，可以任意选择其中的一个料仓给其运料，可以实现随时停止功能。
1 引言
早期的舞台控制系统是采用继电器控制方式，由于舞台设备数量大，使得控制元的数量庞大，接线复杂，所设计的控制系统容易出故障，稳定性和准确性无法保障，并且维修困难。本项目控制系统采用plc开发的控制系统，从根本上克服这些问题。利用plc独特的优势和强大的功能，提高系统工作的稳定性和准确性。根据客户的要求，可以修改程序，改变连锁、互锁和组合功能，对控制系统的功能进行调整，无需改动任何硬件和接线，维修改造简便，安全可靠，节约成本,获得较好的经济效益。
2 舞台机械系统
工程的机械部分包括(4个)升降台、踏步、踏步伸出台和护栏几部分。通过可编程控制器的连锁、互锁和组合功能控制电机，结合形成开关实现了对升降台、踏步、踏步伸出台和护栏的升降、伸缩。舞台机械组成框图如图1所示。
图1 舞台机械组成框图
每个升降台由一台5.5kw的电机驱动，4号升降台驱动电机功率为7.5kw。每一个升降台都有相应的支撑机构，每套支撑机构还有左右之分，左右结构各由一台0.2kw的电机驱动。在三号升降台两侧有两个踏步伸出台，由0.2kw的电机驱动。子台由1.5kw的电机驱动。
3 plc控制系统设计
3.1 动作描述
系统通过plc发出指令控制电机的运行，舞台由电机带动进行相应动作，当舞台运动到指定位置，由此处的行程开关向plc发出反馈信号，plc接收到信号后再执行下一指令。触摸屏和plc之间是一个双向过程。通过触摸屏操作，经plc同样可以对舞台进行控制，而plc控制舞台的过程也可以在触摸屏上显示。系统结构框图如图2所示。
图2 系统结构框图
在本控制系统中，舞台运行的每一步是否到位都是通过触碰对应位置开关来体现的。以1号升降台为例，平台停落在底部时，左右各有一个位置开关，当这两个开关触碰到位后，系统便可知平台已经下降到位。升降台上升时，平台可以上升的高度有一个极限，在此处也用两个开关通知系统平台已经上升到了上限位。升降台落在支撑面时，在左右两边也需要两个这样的开关来确定平台的位置。支撑机构的伸出和回退也需要位置开关来确定是否已经伸出到位和回退到位。每一个支撑机构在伸出到位处和回退到位处各需要一个位置关开。
(1)升降台升起和降落
● 升降台升起：升降台在底部时并且支撑机构在回收状态时，升降台正常升起，升起到上限开关时停止，支撑机构伸出到位，升降台开始下降，下降到支撑面停止，整个上升过程才结束。当升降台在中间状态时上升，先要升起到上限开关停止，支撑机构伸出到位，下降到支撑面停止。
● 升降台降落：升降台在支撑面，支撑机构在伸出状态，如果是3号升降台则必须踏步在回收状态，如果是4号升降台则必须条形台在回收状态，此时正常下降。升起到上限开关，支撑机构回收到位，升降台降落到底部。若是中间状态，则可以直接下降到底部。
(2)踏步和条形台：条形台和踏步的运动方式是一样的，都是在各自的升降台升起完毕之后，才开始动作。当条形台回收或者踏步下降时，都是各自得升降台在升起位置时，先把踏步和条形台回收，才开始升降台的降落。
3.2 plc程序设计
(1)plc选型。本课题选用欧姆龙型号为cpm2ah的plc。cpm2ah在编程环境等方面，它不仅具备了以往的小型plc所具有的功能，还尽可能使安装空间小化，还可连接可编程控制终端。cpm2ah不仅扩展能力强，并可方便的与omron的可编程序终端(pt)相连接，为机器操作提供一个可视化界面。在通讯功能方面，cpm2ah提供内置rs232c端口及rs485的适配器。
(2)舞台程序设计。舞台运行是舞台控制系统的核心部分，主程序开始执行后，先预置初始数据，确定程序所要执行的指令和舞台将要发生的动作。确定升降台的位置，以明确升降台的运动状态。主程序发出指令启动电机开始工作。脉冲位发出脉冲信号后，计数器开始计数，如果没有达到计数器的预设值，返回再执行脉冲位，达到计数器的预设值后，计数器完成一个周期动作，电机停止工作，舞台到达预置初始数据所指定的位置。一个完整的主程序执行过程完毕。执行下一个动作时，主程序重新开始。舞台控制系统流程图如图3所示。
图3 舞台控制系统主程序流程图
4 触摸屏程序设计
4.1 触摸屏的选择
通过选择，选用了omron触摸屏ns10-tv00-v2。这款omron的新一代触摸屏基本数据如下：
有效显示区域尺寸：10.4寸；显示材料：tft；像数：640×480；显示色彩：256色；画面数据容量：60m；支持存储卡，plc梯形图监控，4路视频输入，能接入controllerbbbb网pt通过rs-232c接口与plc通信，plc内的数据可显示在触摸屏上，操作人员输入的数据也可存入plc。
4.2 上位画面设计
(1)复选功能。舞台的升降台、踏步、条形台和护栏可以单独动作，也可以复合动作。单独运动简单，这里介绍一下复合动作。以1号平台为例，不能对某一平台做出升起和降下动作在同一时间，要一号平台既上升又下降是不可能发生的。为了避免实际操作过程的失误操作，使程序无法正常运行，在复选状态里，通过对升降台按钮编辑宏以避免此类情况的发生。选择上升时，将触摸屏内部地址＄b1=0(1号下降)放在上升按钮的宏中，同样在下降时，地址＄b0=0(1号上升)放在下降按钮的宏里。触摸屏设计总框图如图4所示，主画面图和形成开关画面如图5所示。
图4 触摸屏设计总框图
图5 主画面图和形成开关图
(2)报警设计。当程序出现故障时，可发出报警，触摸屏即弹出报警截面，操作人员便能根据报警信息进行相应的纠正操作，避免发生事故。警报和事件是启用用于警报监视而注册的地址功能以提供来自这些地址的警报通知。在发生警报或事件时，显示可自动切换至指定屏幕。在使用报警功能对象之前要注册警报/事件。在可系统设计中，报警界面采用的是列表输出，即如图那样把历史报警信息一一列出，还有只显示单个警报信息的简单显示。
5 通讯设计
调试过程中，plc与上位机之间是通过232串口相连的，因为232串口通信效果不是很好，常有连接不上的情况发生，调试过程中尝试把232串口连接转换成usb接口连接，通信效果有了明显改善。上位机和触摸屏之间用usb连接。plc与触摸屏之间用232串口连接。将plc的cpu单元与数字量调试单元的输入部分通过连接线按对应编号连接起来，检查无误后便可对程序进行调试。
6 结束语
项目通过利用现代化的plc自动化技术设计出一种功能比较完善的舞台控制系统，实现舞台功能多样化，舞台控制智能化。终设计出的舞台控制系统不仅外观简洁美观，操作也简单方便，工作人员可以现场修改数据，使得整个控制系统精度更高，工作更加稳定可靠。整个系统还具有优良的性能价格比，经济效益显著。