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函数表达式在PLC编程中的应用_0

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。

  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rockwell controllogix系列,编程软件采用rslogix5000。图1为机场行李输送与安检设备构成的联动系统。

  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)。

  2.2 x光机

  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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