三菱可編程控制器在軋鋼廠鐵皮坑水泵順序控制中的應用

尹懋鑫

摘要：本文主要介紹了三菱公司的FX1S系列PLC的主要特點，以及它在軋鋼廠鐵皮坑水泵順序工作控制中程序講解。

關鍵詞：可編程控制器、FX1S、順序控制。

我公司軋鋼廠鐵皮坑水泵一共有三臺，它們之間根據時間順序工作，每次只工作一臺泵，每臺泵每天工作8小時。原來控制三臺水泵順序工作的控制是繼電器控制盤，通過時間繼電器來切換每臺泵的啟停。由于泵長時間的工作，時間繼電器經常出現問題，這就會造成該啟的泵啟動不了，該停止的泵停止不了。給設備維護帶來很多麻煩。同時繼電器控制的順序工作在控制上靈活性極差，當有一個泵壞了修理時，另兩臺泵就無法順序控制，只能靠人工啟動，根據時間人為的去停止。工作起來極為不方便。為了工作上的方便、為了減少設備維護量，把原來的繼電器控制系統改成了三菱PLC的控制系統。三菱PLC采用的是FX1S系列的，下面對三菱公司FX1S系列的PLC進行介紹。

1、三菱公司FX1S系列的可編程控制器介紹

1.1.可編程控制器的基本概念

可編程控制器（Programmable Logic Controller）簡稱為PLC，是一種用于工業環境的數字式電子系統。這種系統用可編程的存儲器作面向用戶指令的內部寄存器，完成規定的功能，如邏輯、順序、定時、計數、運算等，通過數字和模擬的輸入、輸出，控制各種類型的機械或過程，可編程控制器及其外圍設備的設計，使它能夠非常方便地集成到工業控制系統中，并能很容易地達到人們所期望的目標。

1.2可編程控制器的發展趨勢

1.2.1速度快，體積更小

盡管可編程控制器的體積已經很小，但由于微電子技術的發展，電子電路的集成度越來越高，在體積縮小的同時，芯片的運算速度卻越來越高。

1.2.2工業控制技術的集成

以PLC為核心，向下延伸到遠程I/O、現場設備、步進/伺服系統等。向上擴展到人機界面、上位機、圖形監控軟件、通信等。而同級、向下、向上的聯系則通過網絡解決。

1.2.3開放性及與主流計算機的結合

所謂開放性，體現在制定標準后各合作廠商標準生產的設備經測試合格后均可直接掛上網，通信暢通無阻。

1.2.4仿真軟件開發

為了縮短安裝調試工期，個大廠商均推出自己的模擬/虛擬PLC軟件，即仿真的調試環境，在用戶程序寫完后即可將程序下載到模擬/虛擬的PLC中。虛擬的PLC可代替實際硬件PLC運行，程序運行情況的監控方式與真實硬件PLC的監控方式完全相同。有了這種工具，可實現無硬件設備調試，調試可以在辦公/實驗室完成，大大縮短現場調試工期。

1.2.5實現遠程服務

以Intranet/Internet為平臺，可通過電話線和無線實現全球化得遠程服務，少數高水平專家可為全球用戶提供技術支援及服務。

1.3 FX1S系列可編程控制器的主要特點

1.3.1編程語言

在FX1S系列可編程控制器中，除基本的指令表編程方式外，還可以采用在圖形畫面上進行階梯符號作圖的梯形圖編程方式，以及對應機械動作流程進行順控設計的SFC（順序功能圖）方式。而且，這些程序可相互轉換。指令表及梯形圖如果按一定的規則編寫，也可以實現到SFC圖的逆變換。

1.3.2高速處理

由于可編程控制器內的一般計數器在掃描周期內動作，因此其響應速度一般為數10Hz左右。FX1S系列可編程控制器內置的高速計數器，對來自于特定的輸入繼電器的高速脈沖進行中斷處理，因此與掃描時間無關，可以進行高達60KHz的計數。

在可編程控制器的輸入繼電器中設置了約10ms的C-R濾波器，以防止輸入信號的振動和噪音的影響。由于輸入繼電器中的X000～X007使用了數字濾波器，因此可利用可編程控制器的程序改變濾波值。

1.3.3應用指令

基于追求“基本功能、高速處理、便于使用”的規范理念，FX1S可編程控制器具有數據的傳送和比較、四則運算及邏輯運算、數據的循環和移位等基本的應用指令，還有輸入輸出刷新、中斷等高速處理指令。

1.3.4鏈接、通信

FX1S可編程控制器之間可一對一的連接，它們之間可自動交換數據。

對于1臺PC等計算機最大可連接16臺FX1S可編程控制器，從計算機直接指定可編程控制器的軟元件，并交換數據。

該類軟件是指使計算機同FX1S可編程控制器連接，進行簡單地數據讀出/寫入的基于WINDOWS平臺的軟件。

2、三菱FX1S系列PLC在軋鋼廠鐵皮坑水泵順序工作控制原理圖

3、對水泵順序工作控制的PLC程序講解

3.1單動控制

當單聯動轉換開關轉換到單動，X0為0時。三臺泵可以通過各自的啟停轉換開關通過PLC程序中的X2、X3、X4的輸入狀態來啟動和停止各自對應的泵Y0、Y1、Y2的運行。

3.2聯動控制

3.2.1三臺泵都沒有故障的情況

當單聯動轉換開關轉換到聯動，X0為1時。按一下聯動啟停按鈕X1，脈沖信號。1號泵開始工作，Y0為ON。同時開始計時。當1號泵工作8小時時間到，1號泵停止工作Y0為OFF。同時2號泵開始工作，Y1為ON。同時開始計時。當2號泵工作8小時時間到，2號泵停止工作Y1為OFF。同時3號泵開始工作，Y2為ON。同時開始計時。當3號泵工作8小時時間到，3號泵停止工作Y2為OFF。同時1號泵開始工作。循環反復。當在按一下聯動啟停按鈕X1，脈沖信號。所有泵全都停止。

3.2.2假如1號泵有故障的情況

當1號泵有故障時，把1號泵故障轉換開關轉換一下，讓X4為1，表示1號泵有故障。這時當單聯動轉換開關轉換到聯動，X0為1時。按一下聯動啟停按鈕X1，脈沖信號。2號泵開始工作，Y1為ON。同時開始計時。當2號泵工作8小時時間到，2號泵停止工作Y1為OFF。同時3號泵開始工作，Y2為ON。同時開始計時。當3號泵工作8小時時間到，3號泵停止工作Y2為OFF。同時2號泵開始工作。循環反復。當1泵故障處理好后，把1號泵故障轉換開關轉換回來，讓X4為0，表示1號泵故障已經排除。這時循環工作的是2臺泵，當3號泵停止工作的同時轉到1號泵開始工作。然后三臺泵循環反復的工作。

3.2.3假如2號泵有故障的情況

當2號泵有故障時，把2號泵故障轉換開關轉換一下，讓X5為1，表示2號泵有故障。這時當單聯動轉換開關轉換到聯動，X0為1時。按一下聯動啟停按鈕X1，脈沖信號。1號泵開始工作，Y0為ON。同時開始計時。當1號泵工作8小時時間到，1號泵停止工作Y0為OFF。同時3號泵開始工作，Y2為ON。同時開始計時。當3號泵工作8小時時間到，3號泵停止工作Y2為OFF。同時1號泵開始工作。循環反復。當2泵故障處理好后，把2號泵故障轉換開關轉換回來，讓X5為0，表示2號泵故障已經排除。這時循環工作的是2臺泵，當1號泵停止工作的同時轉到2號泵開始工作。然后三臺泵循環反復的工作。

3.2.4假如3號泵有故障的情況

當3號泵有故障時，把3號泵故障轉換開關轉換一下，讓X6為1，表示3號泵有故障。這時當單聯動轉換開關轉換到聯動，X0為1時。按一下聯動啟停按鈕X1，脈沖信號。1號泵開始工作，Y0為ON。同時開始計時。當1號泵工作8小時時間到，1號泵停止工作Y0為OFF。同時2號泵開始工作，Y1為ON。同時開始計時。當2號泵工作8小時時間到，2號泵停止工作Y1為OFF。同時1號泵開始工作。循環反復。當3泵故障處理好后，把3號泵故障轉換開關轉換回來，讓X6為0，表示3號泵故障已經排除。這時循環工作的是2臺泵，當2號泵停止工作的同時轉到3號泵開始工作。然后三臺泵循環反復的工作。

結束語： 經過一年多的運行，改造后的取水泵控制系統工作可靠、運行穩定、故障率低、大大地提高了取水泵的工作效率。

參考資料

[1]《可編程控制器原理及應用》（第三版）鐘肇新.華南理工大學出版社

[2] 三菱微型可編程控制器手冊