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一、項目簡介
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現(xiàn)了機械化。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。徐州天地重型機械制造有限公司自成立之日起即從事混凝土泵的設(shè)計、制造、銷售和服務(wù)，至2002年混凝土泵的產(chǎn)量已進入行業(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的建筑機械，按動力的不同可分為電機泵及柴油機泵，圖三為采用電動機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）中當活塞A退到接近開關(guān)SQ1時，Y2A通電，擺缸A把S管推到圖中實線位置，與混凝土缸A接通，同時Y1A通電，主油缸A往左運行，活塞A也往左運行，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往右運行，活塞B也往右運行，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
當活塞A運行到左端時，活塞B正好運行到右端，接近開關(guān)SQ2得到信號，此時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Y1A失電，Y1B得電，活塞運行方向相反，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。
當活塞A再次運行到接近開關(guān)SQ1時，重復第一步的過程。
反泵工作時，接近開關(guān)得電時活塞的運動方向相反，S管的擺動位置不變，相當于把S管中的混凝土吸入到料斗中。因活塞的運動方向相反，二個接近開關(guān)的接線需對調(diào)，即相當于把二個接近開關(guān)的位置對調(diào)，如圖四（b）。
電氣部分主要控制電動機（柴油機）的起停、主油缸的往復動動、S管的擺動、柴油機的轉(zhuǎn)速等，核心部分為主油缸和S管的擺動控制，為了減少LOGO！的輸入輸出點數(shù)，凡是可以通過開關(guān)直接控制的動作均不通過LOGO！控制。這樣，每臺機器上只用一個LOGO！ 12/24RC，用于控制主油缸、擺動油缸的四個方向閥，柴油機泵上再增加一個DM8 12/24RC。用于控制柴油機的轉(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
與LOGO！相關(guān)的外圍電路見圖五，采用電動機作為動力的混凝土泵，使用一個LOGO！12/24RC，控制柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖六；采用柴油機作為動力的混凝土泵，需增加一個DM 12/24RC，用于控制發(fā)動機油門，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 |
擺動電磁閥Y2A |
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I4 |
接近開關(guān)SQ2 |
Q4 |
擺動電磁閥Y2B |
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I8 |
電機（柴油機）起動 |
Q5 |
柴油機升速 |
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I9 |
柴油機升速 |
Q6 |
柴油機降速 |
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I10 |
柴油機降速 |
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I11 |
自動油門控制選擇 |
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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，特別是性價比高、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 |
輸入輸出點數(shù) |
最多I 24/O 20/A 8
較少 |
I/O：24-128
較多 |
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3 |
, 價格 |
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界面 |
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5 |
編程 |
即可計算機編程，也可在LOGO！上編程 |
計算機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，允許Q1-Q4輸出并計時，否則Q1-Q4=0；
I11=1，I8=1、I1=1時，Q5=1并延時為0，Q1-Q4在Q5=0時允許Q1-Q4輸出并計時；
I11=1，I8=1、I1=0時，Q1-Q4=0，Q6=1并延時為0；
I9=1，則Q5=1；
I10=1，則Q6=1；
在允許Q1-Q4輸出時，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，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)達到設(shè)定的延時時間仍無I3或I4觸發(fā)改變，則由延時繼電器觸發(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！的編程相當簡單。
在本程序中，采用了LOGO！內(nèi)部的小時計，只有在機器工作時小時計時，空運轉(zhuǎn)時小時不計時，可對機器的使用量進行監(jiān)測。
LOGO！帶有液晶顯示器，并可對顯示內(nèi)容進行編程，文本顯示B031選擇了B21、B24的計時時間和運行時間計時器B030的運行小時，并設(shè)為較高的優(yōu)先級，這樣一開機即顯示設(shè)定的參數(shù)。本機顯示見圖三。
圖十 開機顯示畫面
5 項目的難點及解決方法
本項目成功的關(guān)鍵是采用較低的價格，實現(xiàn)了較多的功能。在編程時，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)較復雜，還可在外部出現(xiàn)故障時顯示報警提示功能。
四 產(chǎn)品使用狀況
徐州天地重型機械制造有限公司自2002年在混凝土泵上使用LOGO！以來，得到廣大用戶的認可，特別是當接近開關(guān)損壞后可以通過程序控制工作，其它廠家的產(chǎn)品均沒能實現(xiàn)。目前，每年的LOGO！用量在200臺以上，基本做到了免維護。
LOGO！價格低廉、工作可靠、編程方便，雖然點數(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、擴展5A）、電源范圍寬（12-24VDC通用）的優(yōu)點，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，更擴展了LOGO！的用途。
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