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函数表达式在PLC编程中的应用

信息来源:gkong.biz  时间:2009-06-24  浏览次数:169

  1 引言 在对自动化设备进行PLC编程的过程中,由于各种输入变量、输出变量及中间变量之间的关系错综复杂,开始时往往毫无头绪。如果能够根据设备所要实现的各种功能,列出各种变
  1 引言
  在对自动化设备进行PLC编程的过程中,由于各种输入变量、输出变量及中间变量之间的关系错综复杂,开始时往往毫无头绪。如果能够根据设备所要实现的各种功能,列出各种变量之间的函数表达式,就可以清楚的分析它们之间的逻辑关系,继而根据表达式编写PLC程序,下面以深圳机场的行李输送与安检联动系统为例,介绍如何运用函数表达式来分析各种变量之间的逻辑关系的。
  2 行李输送与安检设备联动系统概述
  旅客在乘机前需要办理登机手续,机场设有办理旅客登机手续的专用设备-值机柜台,值机柜台与行李输送、安检构成旅客行李安检、输送联动系统,乘客需要托运的行李,都必须通过行李安检系统的安全检查。如图1所示,一般情况下,行李输送与安检联动系统按两个值机柜台共用一台双通道X光机设计,两个值机柜按相同的工作模式工作。值机系统包括值机柜台、称重皮带(WEB)、X光机皮带(XRB)、注入皮带(WAB)、脚踏开关等。安装在WEB和WAB上光电管(PEC)用作Die-back功能。每条皮带在同一时间只能传送一件行李。
  图1 值机输送带和X光机系统构成图
  行李输送与安检联动系统采用上位机集中、PLC现场分散控制模式进行控制。PLC选用 系列,编程软件采用5000。图1为机场行李输送与安检设备构成的联动系统。
  图2 值机面板图
  2.1 值机面板
  图2示出了值机面板图。使用值机柜台前,打开钥匙开关,值机系统进入正常工作状态。每个值机面板有4个状态指示灯,显示值机当前行李状态。
  “CID状态”指示灯变常亮,表示该值机柜台已处于工作就绪状态,可以办理登机
  手续,值机员依据值机面板上状态指示灯
  进行相应操作(值机面板4个状态指示灯功能如表1所示)。
  (4) 4#3#2#1#=11××时,X光机内的B通道已经接收到来自WEB的行李,该行李的图像未送到安检工作站。此时,通道B和A的WRB均不得接收来自WEB的行李(B通道自锁、A通道互锁)。
  (5) 4#3#2#1#=××10时,经X光机扫描A通道行李的图像已经送到安检工作站,该行李的图像未经安检员判读。此时,A通道的WRB不得接收来自WEB的行李(A通道的WRB自锁),B通道的WRB可以接收来自WEB的行李(B通道的WRB互锁状态解除)。
  (6) 4#3#2#1#=10××时,经X光机扫描B通道的行李图像已经送到安检工作站,该行李的图像未经安检员判读。此时,B通道的WRB不得接收来自WEB的行李(B通道的WRB自锁),A通道的WRB可以接收来自WEB的行李(A通道的WRB互锁状态解除)。
  (7) 4#3#2#1#=××00时,A通道行李的图像经过安检员判读,确认安全,WAB将该行李注入行李收集皮带,同时解除A通道自锁,允许后续行李进入A通道的WRB。
  (8) 4#3#2#1#=00××时,B通道的行李图像经过安检员判读,确认安全,WAB将该行李注入行李收集皮带,同时解除B通道自锁,允许后续行李进入B通道的WRB。
  (9) 4#3#2#1#=××01时, A通道的行李图像经过安检员判读,确认该行李行李可疑,安检人员应将该行李从WAB上取下开包检,触发X光机上复位开关(使4#3#2#1#=××00),解除A通道的自锁,允许后续行李进入A通道的WRB。
  (10) 4#3#2#1#=01××时,B通道的行李图像经过安检员判读,确认该行李行李可疑,安检人员应将该行李从WAB上取下开包检,触发X光机上复位开关(使4#3#2#1# =00××),解除B通道的自锁,允许后续行李进入B通道的WRB。
  4 列出输入变量、输出变量、中间变量及其逻辑关系表达式
  4.1 列出系统所用到的输入变量和输出变量
  如表2所示。
  ~X光机作为行李安检系统的核心设备,在行李安全检查方面起着决定性的作用。X光机通过发射X射线照射,使行李在X光机电脑屏幕上形成图像,安检员根据电脑屏幕上的成像判断行李是否安全,确定行李能否通过安全检查装上飞机。行李输送系统与X光机接口通过屏蔽电缆(4根信号线和1根公共线)连接,两个行李值机柜台共用一台双通道X光机。
  信号线名称、性质及逻辑定义:
  0# _________ 公共线;
  1# _________ 第一号逻辑控制线;
  2# _________ 第二号逻辑控制线;
  3# _________ 第三号逻辑控制线;
  4# _________ 第四号逻辑控制线。
  其中,4#3#用于控制B通道,2#1#用于控制A通道。
  1#、2#、3#、4#线对0#线短路(闭合)定义为“1”态,1#、2#、3#、4#线对0#线开路(断开)定义为“0”态,×为无关态。
  3 联动逻辑功能定义
  3.1 信号线逻辑功能定义
  根据行李输送系统与X光机接口通信协议,对1#、2#、3#、4#、0#线信号线逻辑功能定义如下:
  (1) 4#3#2#1#=1111时,X光机处于关闭状态。4#3#2#1#≠1111时,X光机开机,值机系统进入工作状态。
  (2) X光机正常开机后,自动将4#3#2#1#置为0000,值机系统初始化,值机人员开始办理登机手续。第一次脚踩脚踏开关时,运行WEB(在节能状态下,自动启动行李输送系统设备),将旅客要求托运的行李运送到WEB的光眼1处停下,将打印的行李信息条码挂在行李上;在X光机允许接收行李的条件下,第二次脚踩脚踏开关时,WEB、 XRB和WAB同时运行,旅客行李从WEB进入WRB,接受安全检查。行李完全进入WRB后,WEB在系统设定的时限内自动停运,XRB和WAB将行李运送至WAB的PEC处停止,根据扫描检查结果,确定行李在WAB上等待与否。
  (3) 4#3#2#1#=××11时,X光机内的A通道已经接收到来自WEB的行李,该行李的图像未送到安检工作站。此时,通道A和B的WRB均不得接收来自WEB的行李(A通道自锁、B通道互锁)。
  (4) 4#3#2#1#=11××时,X光机内的B通道已经接收到来自WEB的行李,该行李的图像未送到安检工作站。此时,通道B和A的WRB均不得接收来自WEB的行李(B通道自锁、A通道互锁)。
  (5) 4#3#2#1#=××10时,经X光机扫描A通道行李的图像已经送到安检工作站,该行李的图像未经安检员判读。此时,A通道的WRB不得接收来自WEB的行李(A通道的WRB自锁),B通道的WRB可以接收来自WEB的行李(B通道的WRB互锁状态解除)。
  (6) 4#3#2#1#=10××时,经X光机扫描B通道的行李图像已经送到安检工作站,该行李的图像未经安检员判读。此时,B通道的WRB不得接收来自WEB的行李(B通道的WRB自锁),A通道的WRB可以接收来自WEB的行李(A通道的WRB互锁状态解除)。
  (7) 4#3#2#1#=××00时,A通道行李的图像经过安检员判读,确认安全,WAB将该行李注入行李收集皮带,同时解除A通道自锁,允许后续行李进入A通道的WRB。
  (8) 4#3#2#1#=00××时,B通道的行李图像经过安检员判读,确认安全,WAB将该行李注入行李收集皮带,同时解除B通道自锁,允许后续行李进入B通道的WRB。
  (9) 4#3#2#1#=××01时, A通道的行李图像经过安检员判读,确认该行李行李可疑,安检人员应将该行李从WAB上取下开包检,触发X光机上复位开关(使4#3#2#1#=××00),解除A通道的自锁,允许后续行李进入A通道的WRB。
  (10) 4#3#2#1#=01××时,B通道的行李图像经过安检员判读,确认该行李行李可疑,安检人员应将该行李从WAB上取下开包检,触发X光机上复位开关(使4#3#2#1# =00××),解除B通道的自锁,允许后续行李进入B通道的WRB。
  4 列出输入变量、输出变量、中间变量及其逻辑关系表达式
  4.1 列出系统所用到的输入变量和输出变量
  如表2所示。
  4.2 根据系统的逻辑功能列出各种中间变量及其与输入变量、输出变量之间的关系,进行编程
  (1) 首先,根据X光机信号线的逻辑功能定义得到柜台A、B通道的各种状态与X光机信号的关系表达式:
  X光机关闭状态(y0)=x1x2x3x4
  A自锁B互锁(y1)=x1x2
  B自锁A互锁(y2)=x3x4
  A自锁B解互锁(y3)=x1x2
  B自锁A解互锁(y4)=x3x4
  安检正常,A解自锁(y5)=x1x2
  安检正常,B解自锁(y6)=x3x4
  A行李可疑(y7)=x1x2
  B行李可疑(y8)=x3x4
  A通道脚踏开关互锁SA=A通道脚踏开关*A通道光眼1
  B通道脚踏开关互锁SB=B通道脚踏开关*B通道光眼1
  (2) 根据输送带的逻辑动作顺序得到输送带运行的关系表达式:
  脚踏踏下锁存变量JS(L)=J↑*time1
  脚踏踏下解锁变量JS(U)= C1↑+TC1+E
  time1为行李在X光机皮带中运行时间过长;
  TC1表示行李进入X光机(行李离开光眼1后延时1秒);
  ↑表示一次脉冲触发信号;
  当锁存变量JS(L)为真时,中间变量“脚踏踏下”JS常为1;当解锁变量JS(U)为真时,JS常为0;
  发送行李进X光机锁存变量:
  F(L)= JS*c1*y2*y5*SB*p2*c2*key*e*time1
  解锁变量F(U)=C1↑+TC1+E
  当F(L)为真时,中间变量“发送行李进X光机”F常为1;当F(U)为真时,F常为0;
  称重皮带运行:
  P1=JS*c1+F;
  X光机皮带启动锁存变量
  P2(L)=F;
  P2(U)=c2+rest+e;
  当P2(L)为真时,输出变量P2常为1(运行);当P2(U)为真时P2为0(停止);
  注入皮带启动锁存变量:
  P3(L)=F+y5*c2*WIN*key*e
  P3(U)=c2+rest+e;
  WIN为中间变量“有预留窗口”;当P3(L)为真时,输出变量P3常为1(运行);当P3(U)为真时P3为0(停止);
  (3) 柜台指示灯表达式
  CID指示灯(绿):
  中间变量“慢闪条件”:GF=F(L)*y5↑
  绿灯闪烁:G=慢闪中间点*GF
  绿灯常亮:G=y5*key
  X光机状态指示灯(白):
  慢闪条件:WF=y3+y4
  白灯慢速闪烁:W=WF*慢闪中间点*time1 *y0*key
  白灯快速闪烁:W=time1*快闪中间电*y0* key
  白灯常亮:W=x1x2x3x4*time1*WF* y0* key
  安检指示灯(红):
  红灯慢速闪烁:R=y7*慢闪中间点*e*y0* key
  红灯快闪:R=e*快闪中间点*y0* key
  红灯常亮:R=y7*e* y0* key
  超重超长状态灯(黄)
  行李发送时行李在称重皮带上3秒内仍没发送进X光机则判断行李超长
  “行李超长”:TL=c2* p1* p2*计时3秒
  超重信号TW由柜台电子称输出。
  黄灯慢闪:YEL=key *TW*慢闪中间点
  黄灯常亮:YEL= key *TL
  (4) 据表达式画出梯形图,进行PLC编程。
  5 结束语
  从表达式我们可以清楚的看出各种变量之间的逻辑关系,再进行梯形图编程就显得简单得多了。另外,在维护设备时,很多时候都要对设备的PLC程序进行分析,这时候先列出各种变量之间表达式,把各种逻辑关系弄清楚,对于程序分析式也有很大的帮助。

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