设备阶段控制方式PLC编程方法的研究
来源/作者：网络 发布时间：2013年09月06日 阅读次数：次
设备管理：设备阶段控制方式PLC编程方法的研究
工业控制中，许多场合要应用顺序控制的方式进行控制，即时序逻辑的控制方式。但对于控制对象较多，工艺复杂的生产过程，编制PLC程序时，编程人员需要针对生产进程，分析各个对象的状态，用各种逻辑互锁完成编程。当采用设备阶段控制方式编程时，将使编程变得十分简洁。直接面对设备的状态进程去完成控制。将传统的互锁逻辑关系，演化成设备状态的关系，对设备的待机、运行、保持、重启、中止、放弃、停止、完成、复位等状态进程进行管理，这对于整个生产过程中设备运行状态决定动作程序，且设备的动作相对独立的需求是极为方便的，也成为当前推广的编程方式。
1设备阶段控制方式的实现
在进行设备阶段控制编程时，首先根据生产工艺和动作顺序，将整个生产过程分成正常工作阶段和非正常工作阶段。正常工作阶段由待机、运行、完成、复位组成，非正常工作阶段由暂停、重启、停止和放弃阶段组成。设备的阶段控制由主程序来控制，每一个时刻设备只能处于一个状态。对每一个状态，根据控制要求编制相应的程序模块。在程序编制中，采用结构化的编程方法，以面向对象的方式，编制相应的功能块，完成控制要求。
2设备阶段控制在仓库控制的应用
2．1生产线立体仓库系统组成
生产线立体仓库由原料库和成品库、提升机和控制系统组成。
立体仓储库，每个仓储位都装有检测传感器，实时监控货物的有无，此立体仓储库包含原材料区、成品区，具体位号由程序设定。提升机X／y轴无刷电机实现货物的定位。Z轴和R轴步进电机及气缸实现货物的自动存取。控制程序要完成货物出库、入库判断，仓库货位号判断。精确定位、货物的存放和限位保护等功能。如果按照常规的顺序功能图来编程，在每一个状态都要考虑各个设备在正常和异常时控制，将十分复杂。如使用设备阶段控制编程方法，将使编程变得十分简洁。
2．2立体仓库的设备阶段控制
按照设备阶段控制的方法，根据立体仓库控制要求，将立体仓库控制分为设备待机、运行、异常故障、停止、复位等阶段。
设备待机阶段是指提升机各轴处于零点位置，且X轴和y轴旋转编码器置零时状态。
设备运行阶段是指根据库位和生产线的来料状态，完成出入库过程，当出现异常时转入异常处理状态。
设备异常阶段指生产过程中出现异常时，按下“停止”按键或“急停”，用手动方式，排除故障。按下“复位”键，转入复位进入设备待机状态。设备复位阶段指巷道提升机完成零点归位及编码器清零的过程。设备停止阶段指将运动的电机停止，等待指令过程。立体仓库的阶段控制在主程序中通过“按键”或状态量实现。
2．3各个阶段的控制实现
2．3．1设备运行阶段
根据系统控制要求及设备状态，设备运行阶段要完成：1)出入库判断及仓库状态的扫描，确定相应的库位及X轴、y轴坐标；2)根据坐标，各轴电机经加减速精确定位；3)根据时序关系，确定状态，完成货物出入库。
仓位状态的确定。为了节省I／O输入点数，采用矩阵扫描的方式。将仓位状态开关一端接在矩阵的行线上，另一端接在矩阵的列线上，每个行线分别接PLC输出端，列线分别接PLC输入端，通过定时扫描，确定仓位的状态。
精确定位。在立体仓库中提升机X轴和y轴直流无刷电机通过EM235输出的o～5V电压值控制电机的速度。通过目标位置的坐标转换成的脉冲值与各轴丝杠上的编码器值比较，确定速度的加减及运动的方向，以梯形速度曲线，保证精确定位。编码器采用增量式编码器，对编码器的高速脉冲采用HSCl和HSC2高速计数器，用模式9，A／B相正交计数器模式完成编码器脉冲的计数。
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工业控制中，许多场合要应用顺序控制的方式进行控制，即时序逻辑的控制方式。但对于控制对象较多，工艺复杂的生产过程，编制PLC程序时，编程人员需要针对生产进程，分析各个对象的状态，用各种逻辑互锁完成编程。当采用设备阶段控制方式编程时，将使编程变得十分简洁。直接面对设备的状态进程去完成控制。将传统的互锁逻辑关系，演化成设备状态的关系，对设备的待机、运行、保持、重启、中止、放弃、停止、完成、复位等状态进程进行管理，这对于整个生产过程中设备运行状态决定动作程序，且设备的动作相对独立的需求是极为方便的，也成为当前推广的编程方式。
1设备阶段控制方式的实现
在进行设备阶段控制编程时，首先根据生产工艺和动作顺序，将整个生产过程分成正常工作阶段和非正常工作阶段。正常工作阶段由待机、运行、完成、复位组成，非正常工作阶段由暂停、重启、停止和放弃阶段组成。设备的阶段控制由主程序来控制，每一个时刻设备只能处于一个状态。对每一个状态，根据控制要求编制相应的程序模块。在程序编制中，采用结构化的编程方法，以面向对象的方式，编制相应的功能块，完成控制要求。
2设备阶段控制在仓库控制的应用
2．1生产线立体仓库系统组成
生产线立体仓库由原料库和成品库、提升机和控制系统组成。
立体仓储库，每个仓储位都装有检测传感器，实时监控货物的有无，此立体仓储库包含原材料区、成品区，具体位号由程序设定。提升机X／y轴无刷电机实现货物的定位。Z轴和R轴步进电机及气缸实现货物的自动存取。控制程序要完成货物出库、入库判断，仓库货位号判断。精确定位、货物的存放和限位保护等功能。如果按照常规的顺序功能图来编程，在每一个状态都要考虑各个设备在正常和异常时控制，将十分复杂。如使用设备阶段控制编程方法，将使编程变得十分简洁。
2．2立体仓库的设备阶段控制
按照设备阶段控制的方法，根据立体仓库控制要求，将立体仓库控制分为设备待机、运行、异常故障、停止、复位等阶段。
设备待机阶段是指提升机各轴处于零点位置，且X轴和y轴旋转编码器置零时状态。
设备运行阶段是指根据库位和生产线的来料状态，完成出入库过程，当出现异常时转入异常处理状态。
设备异常阶段指生产过程中出现异常时，按下“停止”按键或“急停”，用手动方式，排除故障。按下“复位”键，转入复位进入设备待机状态。设备复位阶段指巷道提升机完成零点归位及编码器清零的过程。设备停止阶段指将运动的电机停止，等待指令过程。立体仓库的阶段控制在主程序中通过“按键”或状态量实现。
2．3各个阶段的控制实现
2．3．1设备运行阶段
根据系统控制要求及设备状态，设备运行阶段要完成：1)出入库判断及仓库状态的扫描，确定相应的库位及X轴、y轴坐标；2)根据坐标，各轴电机经加减速精确定位；3)根据时序关系，确定状态，完成货物出入库。
仓位状态的确定。为了节省I／O输入点数，采用矩阵扫描的方式。将仓位状态开关一端接在矩阵的行线上，另一端接在矩阵的列线上，每个行线分别接PLC输出端，列线分别接PLC输入端，通过定时扫描，确定仓位的状态。
精确定位。在立体仓库中提升机X轴和y轴直流无刷电机通过EM235输出的o～5V电压值控制电机的速度。通过目标位置的坐标转换成的脉冲值与各轴丝杠上的编码器值比较，确定速度的加减及运动的方向，以梯形速度曲线，保证精确定位。编码器采用增量式编码器，对编码器的高速脉冲采用HSCl和HSC2高速计数器，用模式9，A／B相正交计数器模式完成编码器脉冲的计数。
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