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一、項(xiàng)目簡介
隨著我國建筑行業(yè)施工水平的提高，混凝土澆注基本上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。混凝土泵是混凝土澆注的首選設(shè)備，對設(shè)備的可靠性要求高，工作環(huán)境差。徐州天地重型機(jī)械制造有限公司自成立之日起即從事混凝土泵的設(shè)計(jì)、制造、銷售和服務(wù)，至2002年混凝土泵的產(chǎn)量已進(jìn)入行業(yè)前列，所生產(chǎn)的混凝土泵電氣控制系統(tǒng)仍采用傳統(tǒng)的繼電器控制。為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品的可靠性，做出自己的特色，對不同廠家的PLC進(jìn)行比較后，決定采用西門子的LOGO！作為混凝土泵的控制器。
圖一、公司外景
圖二、混凝土泵
混凝土泵是通過油缸把混凝土輸送到施工地點(diǎn)的建筑機(jī)械，按動(dòng)力的不同可分為電機(jī)泵及柴油機(jī)泵，圖三為采用電動(dòng)機(jī)的混凝土泵的打開結(jié)構(gòu)。
圖四為混凝土泵工作示意圖，圖四（a）中當(dāng)活塞A退到接近開關(guān)SQ1時(shí)，Y2A通電，擺缸A把S管推到圖中實(shí)線位置，與混凝土缸A接通，同時(shí)Y1A通電，主油缸A往左運(yùn)行，活塞A也往左運(yùn)行，把混凝土缸A中的混凝土推出S管。由于二根油缸串聯(lián)，主油缸B往右運(yùn)行，活塞B也往右運(yùn)行，把料斗中的混凝土吸入混凝土缸B。
圖三、混凝土泵的結(jié)構(gòu)
圖四、混凝土泵工作示意圖
當(dāng)活塞A運(yùn)行到左端時(shí)，活塞B正好運(yùn)行到右端，接近開關(guān)SQ2得到信號，此時(shí)Y2A失電，Y2B得電，擺缸B把S管推到圖中虛線位置，與混凝土缸B接通，同時(shí)Y1A失電，Y1B得電，活塞運(yùn)行方向相反，把上一行程中吸入混凝土缸B中的混凝土推出S管，把料斗中的料吸入混凝土缸A。
當(dāng)活塞A再次運(yùn)行到接近開關(guān)SQ1時(shí)，重復(fù)第一步的過程。
反泵工作時(shí)，接近開關(guān)得電時(shí)活塞的運(yùn)動(dòng)方向相反，S管的擺動(dòng)位置不變，相當(dāng)于把S管中的混凝土吸入到料斗中。因活塞的運(yùn)動(dòng)方向相反，二個(gè)接近開關(guān)的接線需對調(diào)，即相當(dāng)于把二個(gè)接近開關(guān)的位置對調(diào)，如圖四（b）。
電氣部分主要控制電動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)）的起停、主油缸的往復(fù)動(dòng)動(dòng)、S管的擺動(dòng)、柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速等，核心部分為主油缸和S管的擺動(dòng)控制，為了減少LOGO！的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，凡是可以通過開關(guān)直接控制的動(dòng)作均不通過LOGO！控制。這樣，每臺機(jī)器上只用一個(gè)LOGO！ 12/24RC，用于控制主油缸、擺動(dòng)油缸的四個(gè)方向閥，柴油機(jī)泵上再增加一個(gè)DM8 12/24RC。用于控制柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速。
二、控制系統(tǒng)構(gòu)成及完成的功能
下面主要介紹與LOGO！有關(guān)的控制部分。
1 外圍電路的設(shè)計(jì)
與LOGO！相關(guān)的外圍電路見圖五，采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力的混凝土泵，使用一個(gè)LOGO！12/24RC，控制柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖六；采用柴油機(jī)作為動(dòng)力的混凝土泵，需增加一個(gè)DM 12/24RC，用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)油門，內(nèi)部結(jié)見圖七構(gòu)。各輸入輸出端子的功能見表一。
圖五 LOGO！外圍電路
圖六 電機(jī)泵控制柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)
表一 LOGO！輸入輸出端功能表
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輸入端 |
功能 |
輸出端 |
功能 |
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I1 |
泵送 |
Q1 |
泵送電磁閥Y1A |
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I2 |
反泵 |
Q2 |
泵送電磁閥Y1B |
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I3 |
接近開關(guān)SQ1 |
Q3 |
擺動(dòng)電磁閥Y2A |
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I4 |
接近開關(guān)SQ2 |
Q4 |
擺動(dòng)電磁閥Y2B |
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I8 |
電機(jī)（柴油機(jī)）起動(dòng) |
Q5 |
柴油機(jī)升速 |
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I9 |
柴油機(jī)升速 |
Q6 |
柴油機(jī)降速 |
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I10 |
柴油機(jī)降速 |
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I11 |
自動(dòng)油門控制選擇 |
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2 LOGO!與采用PLC的比較
LOGO!是西門子公司推出的通用邏輯控制模塊，與PLC相比有許多優(yōu)點(diǎn)，特別是性價(jià)比高、帶液晶顯示器等。下面是LOGO！與PLC的比較表：
表二 LOGO！與PLC的比較
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序號 |
功能 |
LOGO！ |
PLC |
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1 |
電源電壓 |
12-24VDC通用，電壓種類多 |
固定電壓 |
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2 |
輸入輸出點(diǎn)數(shù) |
最多I 24/O 20/A 8
較少 |
I/O：24-128
較多 |
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3 |
, 價(jià)格 |
低 |
較高 |
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4 |
參數(shù)顯示 |
可帶液晶顯示器，可顯示參數(shù) |
不帶顯示器，需另加文本顯示器或人機(jī)界面 |
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5 |
編程 |
即可計(jì)算機(jī)編程，也可在LOGO！上編程 |
計(jì)算機(jī)編程或采用專用編程器編程 |
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6 |
參數(shù)修改 |
LOGO！本體可修改參數(shù) |
參數(shù)不能修改，需重新編程 |
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7 |
繼電器電流 |
本體10A，擴(kuò)展5A |
3A或5A |
3 LOGO！內(nèi)部程序的邏輯圖及輸入輸出邏輯關(guān)系
圖八 程序邏輯圖
I11=0，I8=1、I1=1時(shí)，允許Q1-Q4輸出并計(jì)時(shí)，否則Q1-Q4=0；
I11=1，I8=1、I1=1時(shí)，Q5=1并延時(shí)為0，Q1-Q4在Q5=0時(shí)允許Q1-Q4輸出并計(jì)時(shí)；
I11=1，I8=1、I1=0時(shí)，Q1-Q4=0，Q6=1并延時(shí)為0；
I9=1，則Q5=1；
I10=1，則Q6=1；
在允許Q1-Q4輸出時(shí)，若I2=0，I3觸發(fā)Q1、Q3為1，Q2、Q4為0；
I4觸發(fā)Q1、Q3為0，Q2、Q4為1；
在允許Q1-Q4輸出時(shí)，若I2=1，I3觸發(fā)Q2、Q3為1，Q1、Q4為0；
I4觸發(fā)Q2、Q3為0，Q1、Q4為1；
若在允許Q1-Q4輸出的狀態(tài)下，Q1-Q4的輸出狀態(tài)達(dá)到設(shè)定的延時(shí)時(shí)間仍無I3或I4觸發(fā)改變，則由延時(shí)繼電器觸發(fā)改變Q1-Q4的輸出狀態(tài)。
4 LOGO！的功能塊圖
圖九 LOGO!的功能塊圖
根據(jù)LOGO！的邏輯圖，很容易即可編出LOGO！的功能塊圖。從上面的二圖可以看出，LOGO！的編程相當(dāng)簡單。
在本程序中，采用了LOGO！內(nèi)部的小時(shí)計(jì)，只有在機(jī)器工作時(shí)小時(shí)計(jì)時(shí)，空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)小時(shí)不計(jì)時(shí)，可對機(jī)器的使用量進(jìn)行監(jiān)測。
LOGO！帶有液晶顯示器，并可對顯示內(nèi)容進(jìn)行編程，文本顯示B031選擇了B21、B24的計(jì)時(shí)時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間計(jì)時(shí)器B030的運(yùn)行小時(shí)，并設(shè)為較高的優(yōu)先級，這樣一開機(jī)即顯示設(shè)定的參數(shù)。本機(jī)顯示見圖三。
圖十 開機(jī)顯示畫面
5 項(xiàng)目的難點(diǎn)及解決方法
本項(xiàng)目成功的關(guān)鍵是采用較低的價(jià)格，實(shí)現(xiàn)了較多的功能。在編程時(shí)，應(yīng)盡可能利用LOGO！的功能，顯示出所需參數(shù)，并對需調(diào)整的參數(shù)設(shè)為可整狀態(tài)，如果系統(tǒng)較復(fù)雜，還可在外部出現(xiàn)故障時(shí)顯示報(bào)警提示功能。
四 產(chǎn)品使用狀況
徐州天地重型機(jī)械制造有限公司自2002年在混凝土泵上使用LOGO！以來，得到廣大用戶的認(rèn)可，特別是當(dāng)接近開關(guān)損壞后可以通過程序控制工作，其它廠家的產(chǎn)品均沒能實(shí)現(xiàn)。目前，每年的LOGO！用量在200臺以上，基本做到了免維護(hù)。
LOGO！價(jià)格低廉、工作可靠、編程方便，雖然點(diǎn)數(shù)較少，如果能夠優(yōu)化電路，在許多場合均能代替PLC作為控制元件，并且具有輸出電流大（本體10A、擴(kuò)展5A）、電源范圍寬（12-24VDC通用）的優(yōu)點(diǎn)，特別是LOGO！中有許多PLC不具備的功能，如本體帶液晶顯示器、可修改參數(shù)、特殊繼電器、功能開關(guān)等，給編程帶了方便，0BA5型LOGO！還新增加了模擬量輸出模塊，更擴(kuò)展了LOGO！的用途。
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