临汾市西门子PLC代理商

1 系统构成
1．1 工作原理
    细石混凝土泵的基本原理是由电动机带动液压泵产生压力油驱动液压缸，液压缸活塞杆再带动混凝土缸活塞把混凝土推入输送管道，通过混凝土分配阀和液压缸之间的顺序动作，使混凝土不断从混凝土料斗吸入混凝土缸，并通过输送管道输送到浇注地点。

   电机启动，液压泵5向系统供油。压力油液经主换向阀7驱动两个主液压缸1差动进行泵送工作。不工作时，进入主换向阀7的液压油经中位流回油箱，液压泵处于卸荷状态。液压泵大工作压力由溢流阀6控制。两个主液压缸的无杆腔相通，形成闭合油路。每当活塞运动到行程终点后，压力油会自动打开油缸的单向阀向闭合油路补油一次，实现自动补油功能。
    电机启动，压力油液经减压阀4、分配换向阀3驱动两分配阀液压缸2工作。两分配阀液压缸有杆腔与油箱相通。当一个分配阀液压缸活塞杆伸出时，分配阀向另一个液压缸方向摆动，使其活塞杆缩回，同时由油箱向有杆腔补充油液。

1．3 其他辅助系统
    加散热器，采用风冷对液压系统散热。用两只电接点温度表控制油温上下限，温度高于60℃时风冷开始工作，当油温冷却至30℃以下时，风冷停止工作。
    配备自动润滑系统，润滑泵每隔一段时间注油30秒对相对转动件进行润滑。
    振动系统可为设置的料斗筛提供动力，若料斗中物料不足时，可单独启动振动电机向料斗中筛取充足的物料。
2 电气系统设计
2．1 工作过程
    接通电源并上电后，按下“启动”按钮，控制电源启动。旋开“电机启动”，主电机工作。旋开“泵送”按钮，电磁阀Y0和Y2先得电，开始正常泵送；主液压缸1的活塞触发限位传感器X0后，电磁阀Y1和Y3得电，继续进行泵送工作；待主液压缸1的活塞再次触发限位传感器X1后，电磁阀Y0和Y2再次得电；如此循环。工作完成后，旋回“泵送”按钮，泵送停止。旋回“电机启动”按钮，主电机停止工作；按下急停按钮，断开控制电源，整机停止工作。
    如果在正常工作过程中输送管发生堵管现象，系统压力升高，主油路液压表指示异常，需使系统反泵一段时间。
2．2 硬件系统的设计
    由细石混凝土泵车的工作系统组成和工作过程可知，需控制的执行电气元件为：主电机、分配阀换向阀与主换向阀中的电磁铁、散热器、润滑系统中的润滑电机以及振动电机等。
    根据设计要求，选择信捷XC2-16R-E型号的PLC即可满足要求。为了尽量减轻PLC的运行负担，采用PLC和外置继电器共同控制换向阀中的电磁阀以及散热器。
    根据主电机功率，采用漏电断路器以及两接触器利用“星-三角”接法来进行启动保护和控制。
    润滑电机采用接触器和继电器组合使用，利用PLC控制。时间继电器可用于调试润滑间隔所需时间，待时间确定后在PLC中更改，终完成电机所需要的启动和停止。
    振动电机的保护和控制由漏电断路器与接触器的组合使用来实现，其启动和停止由旋转按钮来控制。
    所选用漏电断路器、接触器与继电器均为国产德力西品牌。具有较高的性价比优势。

其中“启动”按钮用于启动和停止控制电源。“正反泵”按钮表明旋开正泵时料斗内的混凝土料向目的地输送，反泵时将料往料斗内抽回。“泵送”按钮旋开时开始泵送，旋回后停止泵送。“点动1、2”按钮可使按住其中之一按钮时，其一主液压缸活塞杆向前移动，另一活塞杆后退；按住另一点动按钮，活塞杆移动方向相反。“振动”主要用于控制振动电机的启停。

3 结论
    在满足同样性能要求的情况下，信捷的产品价格要比国外品牌同等产品的价格低40％左右，这对于在保证产品性能的前提下节省产品成本来说是一个有效途径。
    采用以信捷XC2-16R-E型号PLC为主的国产电气元件对细石混凝土泵电气系统进行开发设计。所设计电气系统经菏泽永安机械制造有限公司检验使用，反映其在环境恶劣的建筑施工现场运行一年多来，稳定性良好。

详细了解被控对象的控制要求，确定必须完成的动作及完成的顺序，归纳出工作循环和状态流程图。
  2．PLC型号的选定
  根据生产工艺要求，分析被控对象的复杂程度，进行I/O点数和I/O点的类型（数字量、模拟量等）统计，列出清单。适当进行内存容量的估计，确定适当的留有余量而不浪费资源的机型（小、中、大形机器）。并且结合市场情况，考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况，选定价格性能比较好的PLC机型。
  3．硬件设计
  根据所选用的PLC产品，了解其使用的性能。按随机提供的资料结合实际需求，同时考虑软件编程的情况进行外电路的设计，绘制电器控制系统总装配图和接线图。
  4．软件设计
  （1）在进行硬件设计的同时可以同时着手软件的设计工作。软件设计的主要任务是根据控制要求将工艺流程图转换为梯形图，这是PLC应用的关键的问题，程序的编写是软件设计的具体表现。在程序设计的时候建议将使用的软继电器（内部继电器、定时器、计数器等）列表，标明用途以便于程序设计、调试和系统运行维护，检修时候查阅。
  （2）程序初调也成为模拟调试。将设计好的程序通过程序编辑工具下载到PLC控制单元中。由外接信号源加入测试信号，通过各种状态指示灯了解程序运行的情况，观察输入/输出之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求，并及时修改和调整程序，消除缺陷，直到满足设计的要求为止。
  5．现场调试
  在初调合格的情况下，将PLC与现场设备连接。在正式调试前全面检查整个PLC控制系统，包括电源、接地线、设备连接线、I/O连线等。在保证整个硬件连接的正确无误的情况下即可送电。把PLC控制单元的工作方式布置为“RUN”开始运行。反复调试消除可能出现的各种问题。在调试过程中也可以根据实际需求对硬件作适当修改老配合软件的调试。应保持足够长的运行时间使问题充分暴露并加以纠正。试运行无问题后可将程序固化在具有长久记忆功能的存储器中，并做备份（至少应该作2份）。
1．减少所需的PLC输入点数方法

  （1）分组输入
  自动程序与手动程序不会同时执行，可考虑把这两种信号叠加起来按照不同的控制状态要求分组输入PLC。
  XO用来输入自动/手动切换控制信号。SB3和SB1按纽虽然都使用X1端子，但是实际上代表的逻辑意义不同。二级管是用来切断寄生信号的，避免错误信号的产生。这一个输入端就可以分别反映两个输入信号的状态，接生了输入端口。
  （2）外电路适当改进减少输入点数
  一个两地启动，三地停止的继电器——接触器。在转换成PLC控制电路时候采用三种接法，所占用的输入点也有所不同。
  （3）利用PLC内部功能。利用转移指令在一个输入端上既然一开关，作为手/自动转换开关。
  运用转移指令可将手动和自动操作加以区别。利用计数指令或者位移寄存器可实现单按钮启动和停止。

  2．减少所需PLC的点数方法

  （1）通断状态完全相同的负载，在PLC的输出端点的功率可以的情况下可并联于同一输出端点，即一个输出端点带多个负载。
  （2）当有m个BCD码显示器显示PLC数据时候，可以使BCD显示器并联占用4个输出端点，即一个输出点带多个负载。
  （3）某些控制逻辑简单，而又不参加工作循环，或者在工作循环开始之前必须启动的电器可以不通过PLC控制。

PLC的输出电路形式一般分为：继电器输出，晶体管输出和晶闸管输出三种。弄清这三种输出形式的区别，对于PLC的硬件设计工作非常有必要。下面以三菱PLC为例，简要介绍一下这三种输出电路形式的区别和注意事项，其它公司的PLC输出电路形式也大同小异。

　　1、 继电器输出电路 (MR)

　　优势：继电器输出可通过交流和直流，一般负载AC250V/50V以下，负载电流可达2A，因此，PLC的输出一般不宜直接驱动大电流负载（一般通过一个小负载来驱动大负载，如PLC的输出可以接一个电流比较小的中间继电器，再由中间继电器触点驱动大负载，如接触器线圈等）。

　　劣势：继电器触点的使用寿命也有限制（一般数十万次左右，根据负载而定，如连接感性负载时的寿命要小于阻性负载）。此外，继电器输出的响应时间也比较慢（10ms）左右，因此，在要求快速响应的场合不适合使用此种类型的电路输出形式。

　　2、 晶体管输出电路(MT)

　　优势：晶体管相应速度快，适用于要求快速响应的场合，如高速输出发脉冲；由于晶体管是无机械触点，因此比继电器输出电路形式的寿命长。

　　劣势：晶体管输出型电路的外接电源只能是直流电源，另外，晶体管输出驱动能力要小于继电器输出，允许负载电压一般为DC5V～30V，允许负载电流为0.2A～0.5A。这两点的使用晶体管输出电路形式时要注意。

　　当然在常见输出中不止这些，常见的可控硅放大版等也需要做一些了解，只是其应用逐渐淘汰。

　　3、NPN和PNP在实际工作理论中，我们需要记住几点

　　一般PLC采用NPN接法，其公共端为0V ，常见于三菱PLC中；反之PNP接法，公共端接高电平，常见于西门子PLC。

　　4、当然不仅局限于PLC输入输出端信号，传感器也有不同接法

　　PNP与NPN型传感器一般有三条引出线，即电源线VCC、GND，OUT信号输出线

　　1、NPN类

　　NPN是指当有信号触发时，信号输出线OUT和GND连接，相当于OUT输出低电平。

　　2、PNP类

　　PNP是指当有信号触发时，信号输出线OUT和VCC连接，相当于OUT输出高电平的电源线。