Привязка программируемых командоконтроллеров к конкретному оборудованию механообработки

Программируемый командоконтроллер (названный ранее ПЛК) решает для изготовителя так называемую проблему серийности и номенклатуры. Эта проблема заключается в том, что изделие, необходимое заказчику для того или иного конкретного объекта управления, не требует выпуска ПЛК большой серией, что невыгодно изготовителю. Решением проблемы является выпуск большой серии универсальных устройств, которые «привязываются» к конкретному объекту силами самих заказчиков, владельцев данного конкретного объекта управления.

Комплекты устройств связи с объектом (входных и выходных устройств ПЛК) компонуются по агрегатно-модульном у принципу. Они состоят из нескольких блоков, каждый из которых имеет ряд зажимов для подводов входных и выходных сигналов.

Для заказа того или иного программируемого командоконтроллера анализируют объект управления и определяют суммарное число Р входов и выходов данного объекта. В зависимости от этого числа различают малые ПЛК (Р = 16…64), средние (Р= 128…512) и большие (Р= 1024…2048 и более).

Самыми распространенными являются средние ПЛК, что соответствует их использованию на агрегатных станках и наиболее распространенных автоматических линиях. Малые ПЛК обычно применяются для управления не слишком сложными промышленными роботами, а также работают в составе систем числового программного управления (ЧПУ) станками типа «обрабатывающий центр», где они управляют циклами автоматического поиска и смены режущего инструмента. Большие ПЛК могли бы использоваться для управления сложными автоматическими линиями, но здесь их использование ограничено трудностями организации производственного процесса. Такую сложную линию с точки зрения удобства эксплуатации целесообразно разделять на независимые участки, каждый из которых управляется своей системой (своим ПЛК), а между собой эти участки увязываются через общую систему управления более высокого уровня.

Вопрос состоит в том, как задать исходные технологические данные, описывающие данный объект и удобные для использования с целью программирования ПЛК.

Процедура программирования ПЛК применительно к конкретному объекту сводится к следующему:

• • по конструктивным соображениям производят распределение источников и адресатов по входным и выходным субблокам (модулям), что отражается в составлении так называемой карты коммутации, и присваивают модулям внутрисистемные номера, под которыми они будут фигурировать в булевых или графических соотношениях, связывающих входы и выходы ПЛК (составляется так называемая таблица соединений);
• • составляют и заносят в память ПЛК последовательность булевых соотношений или соответствующих им символов релейно-контактных схем, определяющих причинно-следственные зависимости между выходами и входами ПЛК;
• • осуществляют установку ПЛК на объекте управления, производят трассирование входных и выходных кабельных соединений, осуществляют физическую прокладку кабельных соединений и коммутацию входов и выходов ПЛК с объектом управления в соответствии с картами коммутации;
• • заносят в память ПЛК его рабочую программу, задаваемую в виде булевых соотношений или в виде графических символов принципиальных релейно-контактных схем;
• • запускают занесенную в память ПЛК рабочую программу в старт-стопном режиме, просматривая и проверяя реакцию ПЛК на совершение объектом управления тех или иных операций автоматического рабочего цикла, и выполняют необходимое редактирование;
• • после редактирования и отладки рабочей программы ПЛК ее запускают в автоматическом цикле.

Аргументы булевых соотношений, соответствующие входам ПЛК (однозначно определяющие, сигналы, поступающие с объекта управления), обозначаются Х_к, где К — внутрисистемный номер данного аргумента. Функции, получаемые в результате применения булевых соотношений, соответствуют выходам ПЛК, т. е. сигналам, передающимся для исполнения на объект управления, и обозначаются Y_s, где внутрисистемный номер данного выходного сигнала.

Пример внутрисистемной таблицы соединений входов некоторого ПЛК приведен на рис. 16.2.

Будем иметь в виду, что импульсным сигналом здесь называется сигнал, который появляется при подаче входного воздействия и исчезает вместе с ним, так что не требуется подачи специального второго воздействия, снимающего этот входной сигнал. Потенциальным же сигналом будем здесь называть такой сигнал, для снятия которого требуется подача специального второго воздействия. При таком толковании характер сигнала, т. е. импульсный он или потенциальный, определяется не длительностью этого сигнала, а лишь тем, сколько воздействий (два или одно) требуется для возникновения и снятия этого сигнала. Может существовать импульсный сигнал значительной длительности и, наоборот, весьма короткий потенциальный сигнал.

Рис. 16.2. Пример таблицы соединений входов ПЛК.

Рис. 16.3. Пример таблицы соединений выходов ПЛК.

Пример внутрисистемной таблицы соединений выходов ПЛК приведен на рис. 16.3.

Здесь сигнал на выходе ПЛК поступает не от объекта, а порождается самим ПЛК. Он существует, пока рабочей программой ПЛК не будет выработан другой сигнал, который вызовет его снятие. Поэтому все сигналы на выходе ПЛК в данном случае следует считать потенциальными и не оговаривать это специально в таблице соединений выходов.

Для примера составим заносимое в память ПЛК булево соотношение, соответствующее простому случаю типового рабочего цикла головок, который в словесном виде формулируется следующим образом:

«При осуществлении начального пуска, если не произошло нажатия на кнопку „СТОП“ и если силовая головка находится в исходном положении, то она должна прийти в движение и на быстрой подаче двинуться в направлении к заготовке. Приблизившись к заготовке, что отмечается сигналом с промежуточной позиции, силовая головка должна переключиться на более медленную рабочую подачу и продолжать двигаться в том же направлении, пока она не дойдет до конечного положения, что определяется сигналом с путевого выключателя, установленного в конце пути силовой головки. Под воздействием сигнала с этого концевого выключателя силовая головка должна реверсироваться и на быстром ходу вернуться в исходное положение. Факт возвращения силовой головки в исходное положение определяется по сигналу с концевого выключателя, являющегося датчиком исходного положения».

Такое словесное задание условий срабатывания управляющих элементов однозначным' образом определяет взаимосвязи и логику работы управляющей системы. Однако здесь такое словесное задание приведено лишь для примера. Практически условия срабатывания управляющих элементов являются значительно более сложными и логически более «длинными». Задание условий работы в словесной форме в большинстве случаев не упрощает, а усложняет их восприятие. Главным же недостатком словесной формы задания условий срабатывания является отсутствие верификации, т. е. самопроверки условий срабатывания на отсутствие внутренних противоречий. Поэтому на практике условия работы элементов управления автоматическим циклом обычно задают в форме циклограмм включений и циклограмм движений, а также в форме специальных таблиц, что было уже описано выше.

Словесному заданию условий срабатывания управляющих элементов соответствуют следующие булевы соотношения:

Заметим еще раз, что сигналы на входах ПЛК от путевых выключателей X_3S9 Х_А0 и Х₄₅₉ расположенных соответственно на исходной, промежуточной и конечной позициях, являются импульсными, тогда как сигналы У" У₂ и Г₃, вызывающие соответственно движение силовых головок вперед на быстром ходу, вперед на рабочей подаче и возврат на быстром ходу, являются потенциальными.