四柱式万能液压机PLC控制系统设计（2）

2）软件系统

软件设计即编写满足生产要求的用户程序，一般用梯形图和助记符编程。包括程序流程图设计、软件设计、编制应用程序及程序修改和调试等4部分内容。在此主要介绍程序流程图设计和应用程序的编制。编制应用程序是整个程序设计工作的核心内容，程序编制分开关量和模拟量2部分。

电气部分用PLC控制代替继电器控制，实现液压机的基本动作，这部分是开关量控制。开关量仅有2种相反的工作状态，例如高电平和低电平、继电器线圈的通电和断电、触点的接通和断开，PLC可以直接输入和输出开关量信号。

要实现变压边力控制，需要改造压边力控制系统，把控制压边力的溢流阀改为比例溢流阀，由PLC控制比例溢流阀实现对压边力的控制。这部分是模拟量控制，模拟量是连续变化的物理量，例如电压、温度、压力和转速等。PLC不能直接处理模拟量，需要用模拟量输入模块中的A／D转换器，将模拟量转换为与输入信号成正比的数字量。PLC中的数字量需要用模拟量输出模块中的D／A转换器将它们转换为与相应数字成比例的电压或电流，供外部执行机构使用。

（1）开关量程序

跳转指令的应用。在满足控制要求的情况下，为简化程序和减少扫描时间，选用了控制程序流程的指令—跳转指令JMP(004)及JME(005)，两指令配对使用。JMP指令执行前，要建立逻辑条件；JME不要条件，只表示跳转结束。要跳转的程序列于这2个指令之间。当执行JMP时，若其逻辑条件为ON，则不跳转，照样执行JMP与JME间的指令，如同JMP，JME不存在一样；若为OFF，则不执行JMP与JME间的程序，有关输出保持不变。

跳转指令在程序中应用如图42所示。

KEEP指令与保持继电器的应用。压机工作时速度由快变慢的转换，由中行程开关发讯从而控制5DT的通断来实现。通过对KEEP指令的使用保持继电器实现这部分程序，即使在急停或突然断电时也可以保持以前的状态，再开机保证工作的正常运行。部分程序如图43所示。

定时器指令的应用。编程用到了普通定时器CNT和可逆定时器CNTR。普通定时器CNT是递减计数器，当计数输入端有上升沿脉冲输入时，计数器当前值减1，直到当前值为，计数器完成标志变为ON。可逆计数器CNTR有加计数端、减计数端和复位端，当加计数端有上升沿输入时，计数器当前值加1，当达到预定值时计数器完成标志为ON，当减计数端有上升沿输入时，执行减计数，减到时标志为ON。普通定时器CNT的应用如图43所示。

（2）模拟量程序

SCL指令的应用。采集的压力和位移经A／D转换成PLC能处理的数字量，但在实际运算中还要将这个数值转换为实际的物理量，转换时综合考虑变送器的输入／输出量程和模拟量输入模块的量程，找出被测物理量与A／D转换后数据之间的比例关系。然后应用缩放指令SCL，它的功能是根据指定的一次函数，将无符号的BIN数据缩放(转换)成无符号的BCD数据。

采用2路模拟量输入分别采集压力和位移。对压力和位移采集后的数值要转换成实际的物理量。

压力的采集和转换过程如图44所示。量程为～200 kN的压力传感器输出信号为～3.2 V，选择200通道的量程为～5 V，转换后的数字量～1770HEX。图44a为压力采集，用MOV指令存到数据寄存器D100；图44b为SCL指令的应用，把压力的数字量转变成压力的实际值。

PID指令的应用。采用PID指令实现模拟量PID控制程序，实现PLC的闭环控制系统。

数据转换指令APR的应用。APR指令用于折线近似运算。变压边力控制即压边力的设定值是随时间或位移变化的曲线，这些曲线的输入用APR指令编程实现。