一、系統配線及控制原理：

彩鋼瓦是一種建築材料，出廠成型料長度是固定的（如15米），有些需要的卻是長度不一的材料，如用人工裁切，每根長度都需測量，費時費力。用PLC、文本屏、變頻器控制實施自動裁切，操作工隻要将此三種裁切長度值和裁切數量值從文本屏畫面輸入，設備就會自動切出這三種長度規格的彩鋼瓦來。

原設備是采用西門子變頻器和觸摸屏進行控制的，但因PLC和觸摸屏嚴重損壞，不宜修複。應用戶要求，現在用LS型PLC和YD20型文本屏，對其進行改造式修複。

原設備的控制線路的主電路，見圖5-45彩鋼瓦自動裁切設備主電路，可分為三部分：

油泵控制線路，為常規啟、停電路，不受PLC控制，上班後由操作人員進行啟/停控制，為氣壓閥提供壓力源；

變頻器控制線路，具有手動進、退和自動中的兩段速運行控制，由手動和PLC自動控制，完成對彩鋼瓦材料的輸送；

刀具上行、下行的氣壓閥控制線路，對彩鋼瓦進行裁切和控制刀具複位，由PLC自動控制。PLC的控制過程：裁切長度和數量由文本屏輸入到PLC的程序中。由旋轉編碼器采集彩鋼瓦的長度信号，經程序計算，控制變頻器的啟、停和氣壓閥的裁切動作。

整機控制電源由空氣斷路器QF1控制，再由380V/220V隔離變壓器供給控制電路，以提高抗幹擾性能和操作安全性，也避免了采用火、零二線220V供電時，零線接觸不良時的供電不穩。設置SA0急停開關，在系統運行異常時，可快速停掉控制電源，無論手動或自動運行都被中止。

油泵的運行提供裁切刀具的工作壓力，油泵的起/停由SB1、SB2按鈕手動控制；刀具的上行（擡起歸位）、下行（裁切）由PLC的輸出接點驅動KA1、KA2兩隻繼電器，再由繼電器驅動KP1、KP2兩隻壓力電磁閥；變頻器的起/停、運轉方向、運行速度均可以有手動/自動兩種工作方式。手動裁切時用SB3、SB4按鈕實現反轉和運行控制，用SB5按鈕控制手動下刀裁切。自動裁切時按設置好的兩段速——高速和低速進行彩鋼瓦輸送、裁切前低速運行的控制，用繼電器KA1、KA2控制刀具的下切和返回。

對變頻器的參數設置。将P2端子設置為A段速運行控制端子，其運行頻率為7Hz；将P3端子設置為B段速運行端子，将運行頻率設置為35Hz；停車方式：自由停車；加、減速時間的設置，據現場運行要求設定。

彩鋼瓦自動裁切設備PLC控制接線圖

PLC控制接線圖，因原機型為西門子型PLC，輸出端子在上部，輸入端子在下部，為對應原線路配置和操作工人讀圖習慣，也将PLC輸出端子線路畫于上部，将輸入端子畫于下部了，讀圖時需予注意。

圖中SA1為手動自/動運行方式選擇開關，閉合時為自動運行方式，SB4為自動運行暫停開關；P06、P07端子輸入刀具下、下限位信号；P0、P1輸入高速計數脈沖信号。YD20文本屏的工作電源，取自PLC的24V、24G電源供給端子。

與可調定長裁切裝置不同，程序電路的重點，是對多種剪切數量和多種前剪切長度進行處理，按設置要求完成對設置根數和長度的裁切任務。本裝置最多能完成8組長度和根數各不相同的裁切任務。當然，如果需要，可完成更多組數的裁切設置。

控制系統的裁切動作，是按屏面設置數據來進行的，因而制作文開屏畫面，就成為編寫程序的一個重要内容，而且程序電路要與畫面内容有機地結合在一起。還是按照先編寫程序電路，再依據程序電路的元件地址制作文本屏畫面的步驟來進行。

二、PLC程序程序電路與對應畫面：

以程序電路左側的步号為序進行程序電路的講解。0-9步電路，為一個計數電路、計數清零控制電路。C0為剪切張數計數器，輸入信号為剪切動作信号，下刀剪切一次，即輸入一次計數信号，計數設定值是來自寄存器D3530（屏）内的剪切張數設定值，此值由第二段程序電路所傳送，可為1至8組設定值中的任意一組剪切張數設定值。

彩鋼瓦自動裁切設備PLC程序電路第一段

C0當前計數值的清零：1）當計數值等于當前設定值時，對應位元件C0常開觸點閉合，計數器複位電路接通，将當前計數值自行清零；2）當自動運行信号接通，M50産生一個掃描周期内的接通信号，“D M50”指令的作用，是将輸入信号轉變為（上升沿）脈沖輸出，将C1計數器内的當前值清零。

在此段電路中，可看出脈沖信号的作用：當手動/自動開關打到自動位置時，P3觸點處于常态的接通狀态中，若直接用P3觸點為C1複位，則因其在常态接通狀态——C1複位電路一直在強制複位狀态——下，會導緻C1不能完成正常計數任務。在這裡自動起動後的清零動作，隻能是一個瞬态的脈沖信号！将常态信号轉化為脈沖信号，大多是為了适應電路對瞬态信号需求的，并非要對其作無謂的轉換。

9-15步電路。是完成組計數的功能，當各組的剪切任務都完成後，計數器C1的常閉觸點開斷，使自動運行停止，C1起到了自動停止的控制作用，見28-32步電路。

15-28步電路。為當前組數監控數據處理電路，将組計數C1中的數據傳送至D3592。因監控顯示為1-8，最低顯示數為1，顯示“0組”毫無意義。故采用ADD加法指令，将D3592（監控畫面寄存器）之中數值預先加1，使之從數字1開始，顯示1-8組數。

下圖5-48，34-154步，是傳送指令和條件比較指令的應用。對應長度數據為32位數據，傳送指令為DMOV，在畫面設置中，長度設定值采用的寄存器被定義為32位數據寄存器，以便與高速脈沖計數形成的32位數據相統一，而剪切數量則采用MOV，16位數據傳送指令。在對傳送指令應用時，要注意其數據形式。

彩鋼瓦自動裁切設備PLC程序電路第二段

實際工作中，每一組的長度值和剪切數量（根數）都不一樣，在進行長度值和剪切數量的設置時，是以組序為區别，進行設置的，每一組都有兩個量需要處理：1）該組剪切數量（根數）；2）該組剪切長度。如第一組要求将彩鋼瓦剪切長度為5米，剪切數量8根。第二組……。第三組……。那麼程序電路是如何進行區别，按設置要求進行自動裁切的呢？

對每組剪切長度和剪切數量的區别，是通過條件比較指令來進行的。第一段程序電路中，剪切組計數器C1的計數輸入信号，為剪切張數計數器C0的觸點動作信号。當剪切張數與設定值相等時——某一組張數剪切完畢後，C0觸點動作，向C1輸入一個計數信号。利用計數器C1的當前數值和給定數字值比較，對現在剪切組别進行邏輯判斷。

并将設置好的剪切數量傳送至計數器C0中，做為其計數設定值；同時也将該組設定值傳送到D3510，經第四段程序電路的算術處理，做為對應剪切長度的總脈沖數，與旋轉編碼器輸入脈沖數進行比較，二者相等時，下刀剪切。

34-49步電路，為第一組的組别判斷和第一組剪切長度傳送電路、第一組剪切張數傳送電路。其工作過程是這樣的：系統啟動時，計數器C1中計數值為0，34-49步數據傳送電路的輸入回路接通（以下傳送電路均無輸入回路接通條件而不工作），數據傳送電路将第一組剪切長度數據D3560（來自屏設定畫面）傳送至D3510寄存器。

此時第四段程序電路中的170-220步電路，所計算得出的總脈沖數（對應剪切長度）即為34-49電路所傳送的第一組剪切長度值；同時，34-49電路也将剪切數量的數據傳送到D3530中，作為第一段程序電路中剪切數量計數器C0的設定值；當實際下刀次數（剪切數量）與第一組設定數量相等時，C0自清零，同時向C1（組計數）輸入一個計數信号，使C1的當前計數值為1。

C1的當前計數值為1，從而使49-64步電路被激活，第二組剪切長度與剪切張數傳送電路的輸入回路接通，将第二組剪切長度數據傳送至總脈沖數計算電路，同時也将第二組剪切張數的數據傳送至C0，作為CO的計數設定值。也可以認為，D3510、D3530的内部數據同時被刷新為第二組的設定數據。以下各組剪切數據的工作傳送方式依此類推，直至剪切完畢，系統自動停機。

每組剪切長度及剪切張數的設置畫面如下：

采用文本屏型号為TD20，LS型PLC與電腦的通訊電纜和與文本屏的通訊電纜相同，不必另行更換電纜。第一步，是選擇PLC類型，其通訊協議可以用默認配置，不須另設。然後進入畫面編輯。按主畫面、其它畫面的次序逐一進行編輯，定義元件（寄存器），設置畫面轉換功能鍵等。其畫面編輯方法同上述的YD204VL4文本屏，不予贅述了。

TD20文本屏剪切長度、數量設置畫面一

第一組剪切長度：32位數據寄存器D3560，剪切張數：16位數據寄存器D3562；

第二組剪切長度：32位數據寄存器D3564，剪切張數：16位數據寄存器D3566；

第三組剪切長度：32位數據寄存器D3568，剪切張數：16位數據寄存器D3570；

第四組剪切長度：32位數據寄存器D3572，剪切張數：16位數據寄存器D3574。

注意：當指定D3560為32位寄存器時，D3561同時被占用（D3560儲存低16位數據，D3561儲存高16位數據），D3564（D3565）等數據寄存器，也都被指定為32位數據寄存器。

将SEC定義為隐形鍵，實現向畫面1的轉換；将下行箭頭鍵定義為畫面跳轉功能鍵，按此鍵時轉換到設置2畫面。 因為一個畫面隻能處理和顯示四行文字，須用兩個畫面才能完成對八組剪切數據的設置。

TD20文本屏剪切長度、數量設置畫面二

第五組剪切長度：32位數據寄存器D3576，剪切張數：16位數據寄存器D3578；

第六組剪切長度：32位數據寄存器D3580，剪切張數：16位數據寄存器D3582；

第七組剪切長度：32位數據寄存器D3584，剪切張數：16位數據寄存器D3586；

第八組剪切長度：32位數據寄存器D3588，剪切張數：16位數據寄存器D3590。

将SEC定義為隐形鍵，實現向畫面1的轉換；将下行箭頭鍵定義為畫面跳轉功能鍵，按此鍵時，轉換到設置1畫面。

彩鋼瓦自動裁切設備PLC程序電路第三段

彩鋼瓦自動裁切設備PLC程序電路第四段

170-220步（見圖5-52），為長度脈沖數、減速距離脈沖數及長度監控值（将脈沖數轉換為毫米值顯示）的算術電路，與本章第三節的可調定長裁切裝置的算術電路相同，請讀者自行分析電路原理。另外，系統的起動/停止，和變頻器高、低速的控制，及與控制相關的邏輯判斷電路，也編寫在該段程序中。

220-243步程序電路（見圖5-53），為高速計數和計數清零電路。247-263步電路，為變頻器低速和下刀信号處理電路，與第一節程序電路内容相近，不予贅述。247-277步程序電路，為自動/手動下刀裁切控制電路，下刀信号與上/下限位信号相配合，對下刀電磁閥進行控制。

此處，用SET置位指令“強制”了M10的接通（RST M10指令并沒有成對出現），這是因為下刀裁切，隻是一個瞬時過程，而擡起刀具，則為一個常态保持動作。在不明了實際的動作要求時，遇到這種不夠規則的指令應用現象，就會感到不解。現場調試和程序修改，有點“頭疼醫頭腳疼醫腳”的意思，某種情勢下，往往不是出于全面的周密的邏輯思考，而是考慮到先把問題解決了再說，因而某些指令用法的不規則和程序電路中偶爾出現的“淩亂”現象，就是在所難免的了。這是我們“讀程序”時應該注意的方面了。同時在編程工作中，也要盡量養成一個“按規則編寫程序電路”的好習慣。

文本屏的設置畫面如下：

TD20文本屏的“機械設定”畫面

該畫面描述：機械設定畫面，用于（主軸）輪周長、編碼脈沖、減速長度三個量的設置。

輪周長設置：16位數據寄存器D3512；編碼脈沖數/周設置：16位數據寄存器D3514；減速長度設置：16位數據寄存器D3500。

關于此次的PLC與文本屏、編碼器、變頻器程序案例就分享到這啦！

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