一、項(xiàng)目簡介

隨著我國建筑行業(yè)施工水平的提高，混凝土澆注基本上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。混凝土泵是混凝土澆注的首選設(shè)備，對(duì)設(shè)備的可靠性要求高，工作環(huán)境差。徐州天地重型機(jī)械制造有限公司自成立之日起即從事混凝土泵的設(shè)計(jì)、制造、銷售和服務(wù)，至2002年混凝土泵的產(chǎn)量已進(jìn)入行業(yè)前列，所生產(chǎn)的混凝土泵電氣控制系統(tǒng)仍采用傳統(tǒng)的繼電器控制。為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品的可靠性，做出自己的特色，對(duì)不同廠家的PLC進(jìn)行比較后，決定采用西門子的LOGO！作為混凝土泵的控制器。

圖一、公司外景

     圖二、混凝土泵

混凝土泵是通過油缸把混凝土輸送到施工地點(diǎn)的建筑機(jī)械，按動(dòng)力的不同可分為電機(jī)泵及柴油機(jī)泵，圖三為采用電動(dòng)機(jī)的混凝土泵的打開結(jié)構(gòu)。

圖四為混凝土泵工作示意圖，圖四（a）中當(dāng)活塞A退到接近開關(guān)SQ1時(shí)，Y2A通電，擺缸A把S管推到圖中實(shí)線位置，與混凝土缸A接通，同時(shí)Y1A通電，主油缸A往左運(yùn)行，活塞A也往左運(yùn)行，把混凝土缸A中的混凝土推出S管。由于二根油缸串聯(lián)，主油缸B往右運(yùn)行，活塞B也往右運(yùn)行，把料斗中的混凝土吸入混凝土缸B。

                    圖三、混凝土泵的結(jié)構(gòu)              

                 圖四、混凝土泵工作示意圖

當(dāng)活塞A運(yùn)行到左端時(shí)，活塞B正好運(yùn)行到右端，接近開關(guān)SQ2得到信號(hào)，此時(shí)Y2A失電，Y2B得電，擺缸B把S管推到圖中虛線位置，與混凝土缸B接通，同時(shí)Y1A失電，Y1B得電，活塞運(yùn)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。

當(dāng)活塞A再次運(yùn)行到接近開關(guān)SQ1時(shí)，重復(fù)第一步的過程。

反泵工作時(shí)，接近開關(guān)得電時(shí)活塞的運(yùn)動(dòng)方向相反，S管的擺動(dòng)位置不變，相當(dāng)于把S管中的混凝土吸入到料斗中。因活塞的運(yùn)動(dòng)方向相反，二個(gè)接近開關(guān)的接線需對(duì)調(diào)，即相當(dāng)于把二個(gè)接近開關(guān)的位置對(duì)調(diào)，如圖四（b）。

電氣部分主要控制電動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)）的起停、主油缸的往復(fù)動(dòng)動(dòng)、S管的擺動(dòng)、柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速等，核心部分為主油缸和S管的擺動(dòng)控制，為了減少LOGO！的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，凡是可以通過開關(guān)直接控制的動(dòng)作均不通過LOGO！控制。這樣，每臺(tái)機(jī)器上只用一個(gè)LOGO！ 12/24RC，用于控制主油缸、擺動(dòng)油缸的四個(gè)方向閥，柴油機(jī)泵上再增加一個(gè)DM8 12/24RC。用于控制柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速。

二、控制系統(tǒng)構(gòu)成及完成的功能

下面主要介紹與LOGO！有關(guān)的控制部分。

1  外圍電路的設(shè)計(jì)

與LOGO！相關(guān)的外圍電路見圖五，采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力的混凝土泵，使用一個(gè)LOGO！12/24RC，控制柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖六；采用柴油機(jī)作為動(dòng)力的混凝土泵，需增加一個(gè)DM 12/24RC，用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)油門，內(nèi)部結(jié)見圖七構(gòu)。各輸入輸出端子的功能見表一。

圖五  LOGO！外圍電路

                  圖六  電機(jī)泵控制柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)   

表一  LOGO！輸入輸出端功能表

2 LOGO!與采用PLC的比較

LOGO!是西門子公司推出的通用邏輯控制模塊，與PLC相比有許多優(yōu)點(diǎn)，特別是性價(jià)比高、帶液晶顯示器等。下面是LOGO！與PLC的比較表：

表二  LOGO！與PLC的比較

3 LOGO！內(nèi)部程序的邏輯圖及輸入輸出邏輯關(guān)系

                                       圖八  程序邏輯圖

I11=0，I8=1、I1=1時(shí)，允許Q1-Q4輸出并計(jì)時(shí)，否則Q1-Q4=0；

I11=1，I8=1、I1=1時(shí)，Q5=1并延時(shí)為0，Q1-Q4在Q5=0時(shí)允許Q1-Q4輸出并計(jì)時(shí)；

I11=1，I8=1、I1=0時(shí)，Q1-Q4=0，Q6=1并延時(shí)為0；

I9=1，則Q5=1；

I10=1，則Q6=1；

在允許Q1-Q4輸出時(shí)，若I2=0，I3觸發(fā)Q1、Q3為1，Q2、Q4為0；

                             I4觸發(fā)Q1、Q3為0，Q2、Q4為1；

在允許Q1-Q4輸出時(shí)，若I2=1，I3觸發(fā)Q2、Q3為1，Q1、Q4為0；

                             I4觸發(fā)Q2、Q3為0，Q1、Q4為1；

若在允許Q1-Q4輸出的狀態(tài)下，Q1-Q4的輸出狀態(tài)達(dá)到設(shè)定的延時(shí)時(shí)間仍無I3或I4觸發(fā)改變，則由延時(shí)繼電器觸發(fā)改變Q1-Q4的輸出狀態(tài)。

4 LOGO！的功能塊圖

圖九  LOGO!的功能塊圖

根據(jù)LOGO！的邏輯圖，很容易即可編出LOGO！的功能塊圖。從上面的二圖可以看出，LOGO！的編程相當(dāng)簡單。

在本程序中，采用了LOGO！內(nèi)部的小時(shí)計(jì)，只有在機(jī)器工作時(shí)小時(shí)計(jì)時(shí)，空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)小時(shí)不計(jì)時(shí)，可對(duì)機(jī)器的使用量進(jìn)行監(jiān)測。

LOGO！帶有液晶顯示器，并可對(duì)顯示內(nèi)容進(jìn)行編程，文本顯示B031選擇了B21、B24的計(jì)時(shí)時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間計(jì)時(shí)器B030的運(yùn)行小時(shí)，并設(shè)為較高的優(yōu)先級(jí)，這樣一開機(jī)即顯示設(shè)定的參數(shù)。本機(jī)顯示見圖三。

圖十  開機(jī)顯示畫面

5 項(xiàng)目的難點(diǎn)及解決方法

本項(xiàng)目成功的關(guān)鍵是采用較低的價(jià)格，實(shí)現(xiàn)了較多的功能。在編程時(shí)，應(yīng)盡可能利用LOGO！的功能，顯示出所需參數(shù)，并對(duì)需調(diào)整的參數(shù)設(shè)為可整狀態(tài)，如果系統(tǒng)較復(fù)雜，還可在外部出現(xiàn)故障時(shí)顯示報(bào)警提示功能。

四  產(chǎn)品使用狀況

徐州天地重型機(jī)械制造有限公司自2002年在混凝土泵上使用LOGO！以來，得到廣大用戶的認(rèn)可，特別是當(dāng)接近開關(guān)損壞后可以通過程序控制工作，其它廠家的產(chǎn)品均沒能實(shí)現(xiàn)。目前，每年的LOGO！用量在200臺(tái)以上，基本做到了免維護(hù)。

LOGO！價(jià)格低廉、工作可靠、編程方便，雖然點(diǎn)數(shù)較少，如果能夠優(yōu)化電路，在許多場合均能代替PLC作為控制元件，并且具有輸出電流大（本體10A、擴(kuò)展5A）、電源范圍寬（12-24VDC通用）的優(yōu)點(diǎn)，特別是LOGO！中有許多PLC不具備的功能，如本體帶液晶顯示器、可修改參數(shù)、特殊繼電器、功能開關(guān)等，給編程帶了方便，0BA5型LOGO！還新增加了模擬量輸出模塊，更擴(kuò)展了LOGO！的用途。