與傳統的繼電器控制系統以及PLC可編程控制系統相比,LOGO!控制系統具有工作可靠、成本低廉、維護性好以及較小的安裝空間等優(yōu)點(diǎn);相比PLC而言,LOGO!除在一些復雜數學(xué)函數運算、高速脈沖輸出等方面功能有所欠缺外,在邏輯運算、高速計數、脈沖觸發(fā)以及模擬量比較等方面的控制則有著(zhù)過(guò)之而不及。
控制原理
三一重工所開(kāi)發(fā)的第二代單鋼輪全液壓壓路機YZ18-2電氣系統,是采用了西門(mén)子公司的LOGO!邏輯模塊及擴展模塊作為控制核心,對壓路機三大核心功能區動(dòng)力系統、行走系統、振動(dòng)系統提供相應的控制及保護,確保系統的高效安全運轉??刂葡到y組成框圖見(jiàn)圖1
1) 動(dòng)力系統
對通常移動(dòng)式工程機械而言,其動(dòng)力主要是柴油發(fā)動(dòng)機,相應地主要是對啟動(dòng)馬達、油門(mén)電磁鐵及斷油電磁鐵進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。在啟動(dòng)條件滿(mǎn)足時(shí)(行走泵及振動(dòng)泵斜盤(pán)歸零位),起動(dòng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān),由蓄電池為啟動(dòng)馬達及斷油電磁鐵供電,當系統檢測到發(fā)動(dòng)機轉速達到預置值時(shí),經(jīng)一定延時(shí)后,斷開(kāi)啟動(dòng)馬達電源,發(fā)動(dòng)機在怠速下運轉,在接通油門(mén)電磁鐵后,可使發(fā)動(dòng)機轉速達到額定狀態(tài)。在檢測到機器暫停工作時(shí),使發(fā)動(dòng)機自動(dòng)進(jìn)入怠速狀態(tài);在需要停機及遇到緊急狀態(tài)時(shí),應能及時(shí)可靠切斷斷油電磁鐵電源。
2) 行走系統
包括對行走液壓泵及液壓馬達的控制,在系統檢測到制動(dòng)壓力正常及未進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)時(shí),方能使行走泵正常工作;通過(guò)對馬達的控制,以提供機器由轉場(chǎng)所需要的速度。
在機器出現系統內部壓力失?;蚱渌o急狀態(tài)時(shí),應能及時(shí)可靠地自動(dòng)/強制關(guān)閉液壓泵,使整機進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài),以保護液壓系統或避免其它事故發(fā)生。
3) 振動(dòng)系統
通過(guò)控制振動(dòng)泵輸出排量在A(yíng)口和B口電磁閥的切換,控制振動(dòng)馬達正轉和反轉,實(shí)現振動(dòng)頻率的兩檔可調;為減少馬達由正轉變反轉時(shí)的沖擊,有效保護馬達及液壓回路,必須設計有相關(guān)延時(shí)保護;振動(dòng)的控制方式有自動(dòng)和手動(dòng)兩種,選擇手動(dòng)檔時(shí),要求機器在任何情況下都可以振動(dòng)(包括處于空檔靜止狀態(tài)),選擇自動(dòng)檔時(shí),通過(guò)將行走馬達上的速度傳感器檢測的實(shí)時(shí)高速脈沖值送入模塊的高速計數口,當計數器達到預置值時(shí),輸出相應開(kāi)關(guān)量信號給振動(dòng)泵電磁閥,從而達到自動(dòng)控制振動(dòng)泵的目的。
控制系統設計
1) I/O的計算
通過(guò)對控制系統控制部件的分析,其I/O點(diǎn)可以通過(guò)以下確認:
數字量I點(diǎn):振動(dòng)控制3點(diǎn)(手動(dòng)/自動(dòng)、高/低頻、強制),檔位控制2點(diǎn)(1-2-3擋),剎車(chē)控制1點(diǎn),零位信號1點(diǎn),制動(dòng)壓力信號1點(diǎn),共需8點(diǎn);
高速計數2點(diǎn)(馬達轉速信號及發(fā)動(dòng)機轉速信號)。
數字量O點(diǎn):振動(dòng)泵電磁閥2點(diǎn),松剎電磁閥1點(diǎn),制動(dòng)電磁閥1點(diǎn),前后級調速電磁閥2點(diǎn),啟動(dòng)繼電器1點(diǎn),油門(mén)電磁鐵1點(diǎn),共需8點(diǎn)。
2) 邏輯模塊的選型
由于輸出全部為開(kāi)關(guān)量,電磁閥工作電壓24V,驅動(dòng)電流約1.2A,瞬間達3.0A,因此選用繼電器輸出(10A)的主模塊LOGO!24RCO及擴展模塊為L(cháng)OGO!DM8 24RC即可滿(mǎn)足上述設計要求。
控制程序設計
LOGO!在PC機上的編程軟件是LOGO! Soft Comfort,此軟件功能強大,簡(jiǎn)單易學(xué),它支持梯形圖或功能圖塊等語(yǔ)言來(lái)離線(xiàn)建立線(xiàn)路程序,除不能在線(xiàn)調試外,可以在PC機上仿真模擬調試,通過(guò)PC(STOP)來(lái)停止線(xiàn)路程序的執行,以及將程序從模塊中上傳到PC機。
軟件程序結構框圖見(jiàn)圖2所示