Programa de diagrama de escalera para el diseño de control PLC de un sistema urgente de protección contra incendios (Mitsubishi)

1. Introducción

Al diseñar el diagrama de escalera de un controlador programable, muchas personas utilizan el método empírico. Este método no tiene pasos fijos a seguir e implica mucho ensayo y error. Sexo y casualidad. Para varios sistemas de control diferentes, los diseñadores deben repetir el diseño. Especialmente al diseñar el diagrama de escalera de un sistema complejo, se necesitan una gran cantidad de unidades intermedias para completar funciones como la memoria, el entrelazado y el entrelazado. Hay muchos factores a considerar y, a menudo, están entrelazados. es fácil pasar por alto algunas cuestiones que deberían considerarse. Y cuando se modifica un determinado circuito local, a menudo afecta a todo el cuerpo, provocando efectos inesperados en otras partes del sistema de control. Además, los diagramas de escalera diseñados utilizando métodos empíricos suelen ser complejos y difíciles de entender para el personal de mantenimiento del programa, lo que genera grandes dificultades para el mantenimiento y la mejora de los sistemas de control PLC. Este artículo presenta a través de ejemplos un método de diseño de control secuencial para completar programas de diagramas de escalera de PLC basados ​​en gráficos de funciones secuenciales.

2. Descripción del gráfico de funciones secuenciales y formación del diagrama de escalera

Un programa de control razonable depende de la composición correcta del diagrama de escalera, y el método óptimo para la formación del diagrama de escalera es mediante funciones secuenciales. se logra la conversión. Primero, de acuerdo con los requisitos del proceso de control, se proporciona un diagrama de funciones secuencial, y luego se dibuja un diagrama de escalera de acuerdo con el diagrama de funciones secuencial, y se utiliza un programador de gráficos para escribir el diagrama de escalera (o convertirlo en código de instrucción). ) en el PLC.

1. Descripción del Gráfico de Funciones Secuenciales

El Gráfico de Funciones Secuenciales también se denomina diagrama de transición de estados. Es un gráfico que describe el proceso de control, las funciones y las características de un sistema de control. , es una herramienta útil para diseñar programas de control de PLC. No implica la tecnología específica de la función de control descrita, sino que es un lenguaje técnico general que se puede utilizar para un mayor diseño y comunicación técnica entre diferentes profesionales.

(1) Estructura de SFC

SFC se compone principalmente de pasos, conexiones dirigidas, conversiones, condiciones de conversión y acciones (o comandos). Hay tres estructuras básicas: secuencia única, secuencia de selección y secuencia paralela, como se muestra en la Figura 1. Cualquier gráfico de funciones secuenciales complejo puede estar compuesto por las tres secuencias anteriores.

Figura 1 Estructura básica de SFC

(a) Secuencia única (b) Secuencia de selección (c) Secuencia paralela

La secuencia única que se muestra en la Figura 1a consta de a Consta de una serie de pasos que se activan uno tras otro, a cada paso le sigue una sola transición, y a cada transición le sigue sólo un paso. En la secuencia de selección que se muestra en la Figura 1b, el comienzo de la secuencia se llama rama. Las condiciones de conversión solo se pueden marcar debajo de la línea horizontal. Hay tantas condiciones como ramas. Generalmente, solo una secuencia de rama corresponde a una. La condición se puede seleccionar al mismo tiempo. La secuencia El final de se llama fusión. Cuando N secuencias de selección se fusionan en una secuencia común, se requiere la misma cantidad de condiciones de conversión y las condiciones solo se pueden marcar en la línea de conexión horizontal. . En la secuencia paralela que se muestra en la Figura 1c, la característica es que cuando la implementación de la transformación hace que se activen varias secuencias al mismo tiempo (ramificación), el progreso de los pasos activos en cada secuencia después de la activación será independiente, y cuando la secuencia paralela termina (fusión), solo cuando todos los pasos anteriores (R8, RA) antes de la fusión sean pasos activos y se cumpla la condición de conversión (XB=1), se producirá el progreso desde el paso R8, RA al paso RB. Para enfatizar la implementación sincrónica de la conversión, la conexión horizontal está representada por una doble línea en el diagrama de funciones.

(2) Reglas básicas para la implementación de la transformación en SFC

En SFC, el progreso del estado activo de un paso se completa con la implementación de la transformación. La implementación de la transformación debe cumplir las siguientes condiciones al mismo tiempo, es decir, todos los pasos anteriores de la transformación son pasos activos y se cumplen las condiciones de transformación correspondientes. La implementación de la transformación hace que todos los pasos posteriores conectados por líneas dirigidas y los símbolos de transformación correspondientes se conviertan en pasos activos, y todos los pasos anteriores se conviertan en pasos inactivos. Las reglas anteriores se pueden utilizar para la conversión en cualquier estructura y son la base para diseñar diagramas de escalera. Sin embargo, para diferentes estructuras, las diferencias son las siguientes:

En una sola secuencia, una transformación tiene solo un paso predecesor y un paso sucesor.

En la rama de la secuencia paralela, la conversión tiene varios pasos posteriores, y deben convertirse en varios pasos activos al mismo tiempo (se establecen los elementos de programación correspondientes) cuando se implementa la conversión.

En la fusión de secuencias paralelas, la transformación tiene varios pasos anteriores. La transformación es posible sólo cuando todos son pasos activos. Cuando se implementa la transformación, deben convertirse en pasos inactivos (componente de programación correspondiente). reiniciar).

En la bifurcación y el punto de fusión de la secuencia de selección, una transformación en realidad tiene solo un paso predecesor y un paso posterior, pero un paso puede tener múltiples pasos predecesores o múltiples pasos posteriores, y solo puede seleccionar Uno .

2. Elaboración de diagramas de escalera

Al diseñar diagramas de escalera basados ​​en SFC, se suelen utilizar componentes de programación para representar los pasos. Cuando un paso es un paso activo, el elemento de programación correspondiente está en el estado "1". Cuando se cumple la condición de conversión después del paso, el contacto o circuito correspondiente a la condición de conversión se conecta. conectado al que representa el paso anterior. Los contactos normalmente abiertos de los elementos de programación de cada paso se conectan en serie, como un circuito correspondiente que satisface las dos condiciones para la implementación de la conversión al mismo tiempo. El elemento de programación que representa el paso anterior debe restablecerse y, al mismo tiempo, el elemento de programación que representa el paso siguiente debe restablecerse. El componente se configura (cambia al estado "1") y se mantiene, es decir, el circuito arranca y se detiene. . La Figura 2 es un diagrama de escalera correspondiente al diagrama de función de secuencia de selección mostrado en la Figura 1b. En la Figura 2, hay una rama de la secuencia de selección después de R3. Supongamos que el paso R3 es un paso activo. Cuando su paso posterior R4 o R5 se convierte en un paso activo, debería convertir a R3 en un paso inactivo (estado "0"). , por lo que los contactos normalmente cerrados de R4 y R5 deben conectarse en serie con la bobina de R3. Hay una fusión de secuencias de selección antes del paso R6. Cuando el paso R3 es un paso activo y se cumple la condición de transición X6, o el paso R5 es un paso activo y se satisface la condición de transición X7, el paso R6 debe ser un paso activo, y el circuito de arranque correspondiente consta de dos conexiones paralelas y está compuesto por ramas, y cada rama está compuesta por los contactos normalmente abiertos de R4, X6 y R5, X7 conectados en serie respectivamente. La secuencia paralela es diferente del diagrama de escalera de secuencia de selección anterior. En la Figura 1c, hay una rama de la secuencia paralela después del paso R7. Cuando el paso R7 es el paso activo y se cumple la condición de transición X9, los pasos R8 y R9 deben convertirse. activo al mismo tiempo Paso, en este momento, use los contactos normalmente abiertos de R7 y eso es todo. Para la fusión de secuencias paralelas (antes del paso RB), la condición para esta transformación es que todos los pasos anteriores (pasos R8, R9) sean pasos activos y se cumpla la condición XB. De esto se puede ver que los contactos normalmente abiertos de R8, R9 y XB deben conectarse en serie como circuito de arranque para controlar el circuito de arranque, protección y parada de RB.

Figura 2 Diagrama de escalera correspondiente a la Figura 1b

3 Ejemplo

La Figura 3 utiliza una unidad de control japonesa Panasonic F0?C14RS y un diagrama de función secuencial E16RS de la unidad de expansión PLC que controla una prensa vulcanizadora de cámara de neumático. Incluye enlaces básicos como omisión de pasos, ciclo y secuencia de selección. Un ciclo consta de siete pasos: inicialización, cierre del molde, retorno de material, vulcanización, desinflado, apertura del molde y alarma. Corresponden a los relés auxiliares R10~R16. Durante las etapas inversa y de vulcanización, se enciende Y2 y el vapor ingresa al molde. Durante la fase de desinflado, Y2 se desconecta y se libera vapor. Se permite abrir el molde durante la etapa de material inverso, pero no durante la etapa de vulcanización. El botón de parada de emergencia X0 puede detener la operación de apertura del molde o cambiar el cierre del molde a apertura del molde.