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发动机密封环包装线的PLC控制设计

一、包装线的控制要求和控制原理

包装线的工艺流程为：包装片材加热→片材吸塑成形→零件配套、装盒→加盖、封装→冲切→产品输出线外。系统控制包括电路（全线拖动和通电加热）及气动系统控制两部分。全线拖动时，各机构停止运动，而停止拖动时，各机构进行工作。机构运动全部由气缸进行驱动。全线拖动使各工序依次进入下一步，每次拖动一个工位的长度，采用步进电机拖动。

吸塑工位的驱动气缸为A，热封工位的驱动气缸为D，采用同一主控阀以获得同步运动；零件配套装盒工位的两套驱动气缸为B、C，其动作有严格的联锁要求；冲切工位的驱动气缸为E、F，也用同一主控阀控制其同步运动。

流水线的控制系统是一个封闭的位置程序控制线路，根据控制要求，启动初始信号后，逻辑控制线路发出执行信号，命令执行机构进行步动作，执行元件在其行程的终端触发行程开关而发出主令信号，主令信号输入线路后，经逻辑运算发出第二步动作的执行信号……。整个系统按设计好的逻辑顺序发出执行信号并接受主令信号，完成控制循环，执行机构则根据执行信号严格按顺序进行动作。这种以严格的顺序要求为特征的控制系统，选择PLC进行控制是很合适的。

PLC采用循环扫描的方式进行工作。一个完整的扫描过程分为采样输入、程序执行和输出刷新三个阶段。采样输入阶段是将各输入端的状态送入相应的寄存器，相当于控制系统接受执行机构反馈的主令信号，只不过逻辑线路控制是按顺序执行上一步动作后，向系统反馈主令信号，由控制系统根据主令信号进行规定的逻辑运算后再发出下一步执行信号，控制是在过程中进行并完成的，而PLC是集中地接受各阶段的主令信号，并将其存贮备用；第二阶段是程序执行阶段，PLC的微处理器逐条执行指令，将输入状态寄存器中相应的主令信号调出来，与原运算结果一起进行处理，包括逻辑的、算术的运算，并将结果送输出寄存器。由于PLC是逐条执行指令，其运作特点保证了执行机构动作的顺序性，线路运算因不必考虑消除障碍信号，防止机构误动作的出现而大为简化；第三阶段是输出刷新：输出状态寄存器的执行信号通过PLC的输出部分转换成电压或电流信号输出，驱动执行机构。

二、系统的控制流程和控制设计

根据包装线自动控制的要求和PLC的控制特点，控制系统设计的步工作是绘制系统的控制流程图，如图1示。

图1 自动包装线控制流程图

从流程图中可以看到这是一个多变量、多往复的工作程序。零件配套装盒工位的驱动气缸B、C在一个运动循坏中各往复3次。PLC机的每个输出控制点在一个扫描（运动）循环中只能输出（OUT）一次，不能重复使用。在控制设计时，对应于B、C主控阀的每个单向运动,各安排3个控制输出点。PLC在顺序地执行每条指令时B、C缸的主控阀将有序地进行往复运动。

综合考虑控制要求、技术指标、经济性及输出输入接口要留有一定的余地，选用OMRON公司的C系列微型机C-40P，该机基本单元有24点输入，16点输出，输出可扩展到32点。

将输出、输入接口进行地址分配，如图1示。

设计控制指令时安排了13个计时器。另外启用19个中间继电器，地址代号1000系列。计时器和中间继电器地址号只是作为控制指令中的特殊代码（助记符），编进梯形图或简易程序，输入编程器由PLC机去执行运算。绘制PLC控制梯形图。

功能

RDF8..

用于两管/四管制 FCU 的嵌入安装式触摸屏房间温控器，具有开/关输出、2 路通用输入和电加热器应用程序，适合圆形和方形接线盒

• 工作模式：舒适、经济和保护

• 用于供暖和/或制冷应用

• 2 或 3 位控制输出

• 单速或三速风机输出

• 2路多功能输入，用于门卡、室外/回风温度（QAH11.1、QAA32）、冷热切换、窗口接触开/关、露点监控、电加热启动、触点故障、存在感应

• 自动或手动供暖/制冷切换

• 可调调试和控制参数

• 小和大的设定值限制

• 外壳颜色：象牙白

• 背光显示

可选应用：

• 两管系统

• 两管系统带电加热器

• 四管系统

接收指令的开始和结束条件 接收指令使用接收消息控制字节（SMB87 或 SMB187）中的位来定义消息开始和结束条件。   说明 执行接收指令时，如果通信端口上有来自其它设备的通信，则接收消息功能可能会从该字符的中间开始接收字符，从而导致奇偶校验错误或组帧错误以及接收消息功能终止。 如果未启用奇偶校验，收到的消息可能包含错误字符。 将开始条件指定为特定起始字符或任何字符时，可能会发生这种情况，如下文中的第 2 项和第 6 项所述。 接收指令支持多种消息开始条件。 指定与断开或空闲线检测相关的开始条件，并在将字符放入消息缓冲区之前强制接收消息功能将消息开始与字符开始同步，这样可避免出现从字符的中间开始消息的问题。