近年来, 全国维修电工职业技能大赛进展的很是热烈, 尤其是以职业学校的“亚龙杯”为闻名。2006年是全国中等职业学校第一届“亚龙杯”于重庆渝北职教中心举行, 当时采用的设备是中国亚龙集团的YL-235进行的机电一体化项目, 大赛取得了很多成果, 最主要的是开启了后几年的职业教育的电工类技能竞赛的大门, 如2007年至2010年于天津南洋工业学校举办的机电一体化项目都采用Y L-2 3 5 A设备, 而2009年, 中国亚龙集团又开发出一套技能大赛及技能鉴定的YL-158设备, 诸如此类的竞赛设备非常之多, 读者们也可想而知我们国家对职业技能鉴定以及维修电工类专业的发展很是重视。鉴于此, 笔者曾对浙江省温州市2009年中等职业学校专业课教师技能大赛试题经过一段时间的琢磨与研究, 现将PLC程序的设计, 以及试题的解析与大家一起分享。
1 试题设置及要求
1.1 小车往返的运行控制
设有某启动停止按钮且带有漏电断路器、短路保护与热过载保护的小车运动控制。控制回路为触摸屏 (可以用按钮开关代替) 、PLC、进行控制, 主电路与信号回路由触摸屏 (可以用按钮开关代替) 、选择开关、接触器、步进驱动器、变频器控制小车电机和步进电机。
(1) 小车在任一位置时, 均可以启动小车 (正向或反向动作) 。 (2) 当小车由A点空车向前运动时速度比较高, 这就需要对小车的启动和停止进行加减速控制;到达B点时, 小车停止运动;在延时2s后, 步进电机动作开启加料输送带给小车加料, 加料结束后, 延迟1s, 小车低速反向向后运动到A点停车、卸料电机开启卸料输送带卸料3s (接触器控制电机正转模拟完成) 。小车在A点停留5s后, 继续向前 (B点) 运动, 一个完整生产过程为往复循环2次, 在A点停车。 (3) 为避免小车往返超行程事故, 电路设计时要带有限位保护 (选择开关代替) 。启动和停止由触摸屏控制完成, 小车运行示意图如图1所示。 (4) 控制对象为:小车、三相异步电动机、单速;装料、步进电机, 卸料、带转速开关的三相异步电动机、单速。
1.2 参数设置
1.2.1 演示步进电机的运动情况的参数设置
步进驱动器细分为“2”, 电流为0.9A;步进电机启动时旋转方向为正, 指定频率为400Hz;正转5圈自动停止, 延迟1s后, 步进电机反转启动, 反转5圈后停止。
1.2.2 演示小车往返的运行控制的时间、速度参数设置
当小车向前运动时加速时间3s, 速度频率设定50Hz, 到达B点时减速, 减速时间4s, 小车停止运动;在延时2s后, 步进电机动作。步进电机动作结束后, 延迟1s, 小车反向运动, 低速运行, 速度设定频率30Hz到达A点, 小车停止运动;到达A位置时延时5s后, 继续前一次工作, 循环往复累计2次, 停车, 工作结束。
1.2.3 演示出料电机运行参数设置
小车到A点后, 卸料电机全压正向启动4s后停止运行。
2 题意解析
根据题意, 我们知道首先要搞清运料小车的大致动作, 至于细节上的动作可以等需要列出步进状态图的时候, 进行分解。例如, 小车以低速30HZ运行到达A点时, 发生停止状态, 然后到达A位置时延时5s, 这里就存在三个状态。
笔者在编程时, 由于硬件是三菱 (MITS UBISH) FX2N-MR的PLC主机, 程序主体采用步进指令编程。Y010、Y011、Y012分别控制小车电机的低、中、高速。语句PLSY K400 K2000 Y000就是为了实现步进电机启动时旋转方向为正, 指定频率为400HZ;正转5圈自动停止的功能语句, 用了脉冲输入指令PLSY, 其控制输出点只能是Y000或者Y001, 这里用了Y000点。这里需要解释的是, Y030是为了减缓Y000的震荡疲劳 (FX2N-MR是继电器输出方式的PLC) , 以免使Y000触点损坏。输出语句C0K2是为了实现“循环往复累计2次”的功能。X001、X002分别为A、B位置的行程开关的控制点, X005、X006分别为左、右极限开关的控制点。
程序主体非常简单, 步进结点STL指令是整个程序的脊髓, 所以, 对于程序的理解是很容易的。这里笔者将已经调试过的程序 (见图2所示) 写给读者, 以供参考。
摘要：本文本着探讨近年来的省级, 甚至是国家级的“亚龙杯”技能大赛的一些命题思路, 为日后参赛者提供一个参考平台, 有条不紊地准备各种维修电工类的技能大赛, 并同时也是将一些PLC编程的技巧以飨读者。
关键词：技能大赛,运料小车电机控制,PLC程序,步进电机
参考文献
[1] 中国亚龙集团电子电工事业部.2009年浙江省温州市中等职业学校专业课教师技能大赛试题, 2009.
[2] 张伟林.电气控制与PLC应用[M].人民邮电出版社, 2007.
[3] 劳动和社会保障部教材办公室.可编程控制技术[M].中国劳动社会保障出版社, 2004.
[4] 瞿彩萍.PLC应用技术 (三菱) [M].中国劳动社会保障出版社, 2006.