基于顺序控制的PLC电气控制系统的设计

一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验 有很大的关系。顺序设计法是一种先进的设计方法， 很容易被初学者接受， 对于有经验的工程师， 也会提 高设计的效率，程序的调试、修改和阅读也很方便。 考虑到编程与程序调试的灵活性，选用西门子 公司的 SIMATIC S7-200 CPU224 可编程控制器对 挖掘机的控制系统进行设计，设计方法采用顺序控
1
引言
挖掘机是一种广泛使用的大型工程机械，它主 要由电气控制系统、液压系统、冷却系统、钻臂、 行走机构、扒杂运输机等组成。工作时，先启动蜂 鸣器，让工作人员离开生产现场; 再起动冷却泵稳 定工作后，起动液压泵电机，再起动钻头电机开始 工作。停机顺序与起动顺序正好相反。挖掘机的电 气控制系统主要控制钻头电机、冷却泵电机、液压 泵电机按事先设定的顺序起停， 按设定的时间运转， 同时系统温度超过设定值时产生报警。 PLC 的控制系统程序设计方法有梯形图的经验 设计法与顺序控制设计法， 经验设计法是用设计继电 器电路图的方法来设计比较简单的数字量控制系统 的梯形图，有时需要多次反复地调试和修改梯形图， 增加一些中间编程元件和触点， 最后才能得到一个较4曰 ‘}m /曰 ‘ 曰
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图4 公用程序
冷却泵停 1 l: 液}1 泉起动 l.
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钻 头起动
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钻头停日
钻头过载
液 压泵过载
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手动程半
EN
OBI 程序结构
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II. 3
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3 PLC 控制系统硬件设计
根据主电路的控制要求，系统实际输入点数为 12 点，输出点数为 8: 其硬件连线如图 2 所示。
手动/ 自动 急停 岭n鸟 器控制
冷却泵起动
0. 0. 0
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进行声光报警。
701 气 术:。年 2期 电技 。第 。
产 品 与应 用
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头电机△型运行。因此，KM5 与 KM4 的线圈必须 由软件实现互锁，以确保不同时得电。由于系统的 输出控制设备主要为交流感性负载，为保护挖掘机 可靠地工作， 在交流接触器 KMO- KM6 的两端各并 接 了一个 CR 浪涌吸收器。浪涌吸收器的 C . R 值 分别为0.47uF. 475 连接时， R 愈靠近交流接 2， C. 触器，抗干扰效果愈好。
挖掘机 PLC 控制系统主程序结构如图 3 所示， 公用程序的梯形图如图4 所示。手动程序设计较简 单，本文重点介绍自动程序的设计方法。自动程序 的顺序功能图如图 5 所示，梯形图如图 6 所示。
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自动 程 序
EN
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图3
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Design of Electrical Control System Based on the
Sequence Contr ol Method
Cong Guoj in
(Weihai Vocational College, Weihai, Shandong 264210) Abstract A new control system of grub machine using SIMATIC S7-200 CPU224 is introduced based on the sequence control method.Practice has shown that this method not only enhanced the reliability of electrical control system, and enhanced the PLC programming and electrical control system debugging efficiency. Key wordsr sequence control metrod; grub machine; PLC
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冷却泵过载
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制设计。
2
主电路设计
为 满意的结果。 这种设 计方法没有普遍的 规律可以 遵
循， 具有很大的试探性和随意性， 最后的结果不是惟
控制系统主电路图如图 1 所示。 图 1 中钻头电机采用 Y △起动， 由KMI , KM4 , KM5 控制; 液压泵电机和冷却泵电机分别由 KM2, KM3 直接起动即可。接触器 KMO作急停用，当系 统出现紧急情况时，断开 KMO. FR1, FR2, FR3 为热继电器，用于对电机进行过载保护。FR4 为温 度传感器，当钻头电机超过设定值时，控制 HA2
4
KM5
妙 头电M :
程序设计
图1
系统主电路图
根据工艺要求，PLC 控制系统首先必须保证三 台电机按指定的顺序起动和停止; 其次，系统必须 有自 动和手动两种工作方式。正常工作时各电机连 续 自动运转， 系统调试与维修时采用手动工作方式。 此外，系统还应设置互锁、短路和过载保护。当液 压泵电机和冷却泵电机中有一台过载时，系统必须 停止工作; 钻头电机过载时， 只停止其本身的工作， 不影响其他电机的工作。当钻头电机超过设定温度 时，必须停止运行。系统还应设有急停开关以及必 要的抗干扰措施，以确保挖掘机安全可靠地工作。
产 品 与应 用
基于川 序控制 的 PLC 页 电气控 制系统 的设计
丛国进
( 威海职业 ( 技术 ) 学院，山东 威海 264210 )
摘要 选用西门子公司的SIMATIC S7-200 CPU224 可编程控制器， 基于顺序控制方法对挖掘 机的电气控制系统进行设计。实践证明，这种方法不仅增强了电气控制系统的可靠性，而且提高 了PLC 编程与电 气控制系统调试的效率。 关键词: 顺序控制方法; 挖掘机; PLC