LOGO!在混凝土泵上的应用

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LOGO!在混凝土泵上的应用

一、项目简介

  随着我国建筑行业施工水平的提高,混凝土浇注基本上实现了机械化。混凝土泵是混凝土浇注的首选设备,对设备的可靠性要求高,工作环境差。徐州天地重型机械制造有限公司自成立之日起即从事混凝土泵的设计、制造、销售和服务,至2002年混凝土泵的产量已进入行业前列,所生产的混凝土泵电气控制系统仍采用传统的继电器控制。为了进一步提高产品的可靠性,做出自己的特色,对不同厂家的PLC进行比较后,决定采用西门子的LOGO!作为混凝土泵的控制器。

  图一、公司外景

  图一、公司外景

   图二、混凝土泵

  图二、混凝土泵

  混凝土泵是通过油缸把混凝土输送到施工地点的建筑机械,按动力的不同可分为电机泵及柴油机泵,图三为采用电动机的混凝土泵的打开结构。

  图四为混凝土泵工作示意图,图四(a)中当活塞A退到接近开关SQ1时,Y2A通电,摆缸A把S管推到图中实线位置,与混凝土缸A接通,同时Y1A通电,主油缸A往左运行,活塞A也往左运行,把混凝土缸A中的混凝土推出S管。由于二根油缸串联,主油缸B往右运行,活塞B也往右运行,把料斗中的混凝土吸入混凝土缸B。

  图三、混凝土泵的结构

  图三、混凝土泵的结构

  图四、混凝土泵工作示意图

  图四、混凝土泵工作示意图

  当活塞A运行到左端时,活塞B正好运行到右端,接近开关SQ2得到信号,此时Y2A失电,Y2B得电,摆缸B把S管推到图中虚线位置,与混凝土缸B接通,同时Y1A失电,Y1B得电,活塞运行方向相反,把上一行程中吸入混凝土缸B中的混凝土推出S管,把料斗中的料吸入混凝土缸A。

  当活塞A再次运行到接近开关SQ1时,重复第一步的过程。

  反泵工作时,接近开关得电时活塞的运动方向相反,S管的摆动位置不变,相当于把S管中的混凝土吸入到料斗中。因活塞的运动方向相反,二个接近开关的接线需对调,即相当于把二个接近开关的位置对调,如图四(b)。

  电气部分主要控制电动机(柴油机)的起停、主油缸的往复动动、S管的摆动、柴油机的转速等,核心部分为主油缸和S管的摆动控制,为了减少LOGO!的输入输出点数,凡是可以通过开关直接控制的动作均不通过LOGO!控制。这样,每台机器上只用一个LOGO! 12/24RC,用于控制主油缸、摆动油缸的四个方向阀,柴油机泵上再增加一个DM8 12/24RC。用于控制柴油机的转速。

二、控制系统构成及完成的功能

  下面主要介绍与LOGO!有关的控制部分。

  1 外围电路的设计

  与LOGO!相关的外围电路见图五,采用电动机作为动力的混凝土泵,使用一个LOGO!12/24RC,控制柜内部结构见图六;采用柴油机作为动力的混凝土泵,需增加一个DM 12/24RC,用于控制发动机油门,内部结见图七构。各输入输出端子的功能见表一。

  图五  LOGO!外围电路

  图五 LOGO!外围电路

  图六  电机泵控制柜内部结构

  图六 电机泵控制柜内部结构

    图七  柴油机泵控制柜内部结构

  2 LOGO!与采用PLC的比较

  LOGO!是西门子公司推出的通用逻辑控制模块,与PLC相比有许多优点,特别是性价比高、带液晶显示器等。下面是LOGO!与PLC的比较表:

  3 LOGO!内部程序的逻辑图及输入输出逻辑关系

  图八  程序逻辑图

  图八 程序逻辑图

  I11=0,I8=1、I1=1时,允许Q1-Q4输出并计时,否则Q1-Q4=0;

  I11=1,I8=1、I1=1时,Q5=1并延时为0,Q1-Q4在Q5=0时允许Q1-Q4输出并计时;

  I11=1,I8=1、I1=0时,Q1-Q4=0,Q6=1并延时为0;

  I9=1,则Q5=1;

  I10=1,则Q6=1;

  在允许Q1-Q4输出时,若I2=0,I3触发Q1、Q3为1,Q2、Q4为0;

  I4触发Q1、Q3为0,Q2、Q4为1;

  在允许Q1-Q4输出时,若I2=1,I3触发Q2、Q3为1,Q1、Q4为0;

  I4触发Q2、Q3为0,Q1、Q4为1;

  若在允许Q1-Q4输出的状态下,Q1-Q4的输出状态达到设定的延时时间仍无I3或I4触发改变,则由延时继电器触发改变Q1-Q4的输出状态。

  4 LOGO!的功能块图

  图九  LOGO!的功能块图

  图九 LOGO!的功能块图

  根据LOGO!的逻辑图,很容易即可编出LOGO!的功能块图。从上面的二图可以看出,LOGO!的编程相当简单。

  在本程序中,采用了LOGO!内部的小时计,只有在机器工作时小时计时,空运转时小时不计时,可对机器的使用量进行监测。

  LOGO!带有液晶显示器,并可对显示内容进行编程,文本显示B031选择了B21、B24的计时时间和运行时间计时器B030的运行小时,并设为较高的优先级,这样一开机即显示设定的参数。本机显示见图三。

  图十  开机显示画面

  图十 开机显示画面

  5 项目的难点及解决方法

  本项目成功的关键是采用较低的价格,实现了较多的功能。在编程时,应尽可能利用LOGO!的功能,显示出所需参数,并对需调整的参数设为可整状态,如果系统较复杂,还可在外部出现故障时显示报警提示功能。

四 产品使用状况

  徐州天地重型机械制造有限公司自2002年在混凝土泵上使用LOGO!以来,得到广大用户的认可,特别是当接近开关损坏后可以通过程序控制工作,其它厂家的产品均没能实现。目前,每年的LOGO!用量在200台以上,基本做到了免维护。

  LOGO!价格低廉、工作可靠、编程方便,虽然点数较少,如果能够优化电路,在许多场合均能代替PLC作为控制元件,并且具有输出电流大(本体10A、扩展5A)、电源范围宽(12-24VDC通用)的优点,特别是LOGO!中有许多PLC不具备的功能,如本体带液晶显示器、可修改参数、特殊继电器、功能开关等,给编程带了方便,0BA5型LOGO!还新增加了模拟量输出模块,更扩展了LOGO!的用途。