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1、第 2期 汽齿科技 2 0 0 9年 三菱 P L C方便指令在校验台上的应用 余 摘要：重卡 C Q 9 M 系列变速器总成校验台的电气部分由三菱 F X- 2 N P L C控制 通过运用 P L C的方 便指令中的 I S T指令将整个控制分为单步、循环、复位三个部分：通过 S OR T指令进行数据处理， 以得到变速器各档位的转速；通过 P L C的高速计数器对变速器的加油量进行数字量模拟，经过数 学运算得到相对应的抽油时间。应用 P L C方便指令控制可以增强校验台的自动化程度、缩短机动 节拍显著的提高工作效率。 关键词：P L C ；方便指令；I S T指令；S OR T指令；数字量
2、模拟 1 P L C ( 可编程控制器)简介 在可编程控制器出现以前，继电器控制在工业控制领域占主导地位，由此构成的控制系 统都是按预先设定好的时间或条件顺序地：【 作，若要改变控制的顺序就必须改变控制系统的 硬件接线，因此，其通用性和灵活性较差。1 9 6 8年，美国最大的汽车制造商姐用汽车公 司( GM) 为 了适应 生产工艺不断更新的需要，要求寻找一种 比继电器更可靠、功能更齐全 、响 应速度更快 的新型工业控制器 。1 9 6 9年 ，美国数字设备公司 ( D E C公司)研制 出了第一台可 编程控制器 P DP 1 4 ，在美 国通用汽车公司的生产线上试用成功，并取得了满意的效果，编
3、程 控制器 自此诞生。 编程控制器 自问世以来，发展极为迅速 ，在制造业被广泛应用 。P L C是一 种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储 器。用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能 通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。P L C 及其有关的外围 设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 2 三菱 F X 2 N P L C的方便指令 F N C 6 O F NC 6 9备有利用最简单的顺控程序进行复杂控制的方便指令，包括状态初始化 I S T指令、数据
4、查找 S E R指令、交替输出 A L T指令、数据排序 S O R T指令等。 2 1 状态初始化 I S T指令 状态初始化指令 I S T与 S T L指令一起使用，用于自动设置多种工作方式系统的顺序功能 图。 图 l 1 4 汽齿科技 2 0 0 9生 图 l中 I S T指令的源操作数 M4 0用来指定与工作方式有关的输入继 电器的首元件，它实 际上指定从 M4 0开始的 8个输入继电器 。 通过设置将整个控制过程分为调整方式( M4 0 ) 、复位方式( M4 1 ) 、循环方式( M4 3 ) 、复位开 始( M4 5 ) 、循环开始( M4 6 ) 。 2 2 数据排序 S O
5、R T指令 数据排序指令 S OR T将数据编号按指定的内容从小到 人排列。 豳 2 图 2中 I S T指令的操作数 DS 0表示第一 一 个数据 的起始位置， K5表示包括 D5 0在内的连续 5个数据 ，K1 表示群数为 1 ，D5 5表示运算结果的数据 的起始位置，Kl 表示指令使用一次。 实际控制 中将编码器读入 P L C的 5组连续的变速器转速进行排序 ，以得到最大值和最小 值 。 2 3 数字量模拟 变速器校验时所需的齿轮油是通过定鼍油桶注入，应川 P L C 的内部计数指令可以对加油 时间进行测量 ，经过数据处理可以得到相应的抽油时间，将加油羊 抽油时间转换成变速器内 油量的
6、模拟量。 3 P L C方便指令在检验台上的应用 3 1 校验 台的多种工作方式控制 通过状态初始化指令 I S T与 S T L步进指令结合使 = j ，将整个控制过程分为调整方式、复 位方式 、循环方式。其中，调整方式是供技术人员在对机床 调试和维修时使用。处于调整方 式时，可以通过按钮控制机床进行单步的操作 ，目的是检测机床各动作是否正常 、接近开关 是否安装到位等。复位方式 即原点复lJ ，机床在 I 作时按下复位按钮可以使机床同到原始位 置。循环方式是提供操作人员进行操作，操 作员按 卜 循环启动按钮机床将 自动完成一次完整 的动作 。为 了减少机动节拍 ，在循环程序中使用并行分支
7、，使多个动作同时运行 。在循环方 式一 F 操作员可 以根据操作需要选择手动校验 、 自动校验和全 自动校验二种校验模式，提高 了校验的灵活性。 3 2 变速器转速 的稳定性判断 C Q9 M 系列变速器档位分 R、L、l 、2 、3 、4 、5 、6 、7 、8 卜 档 ，为了防止在校验过程中 漏校验，必须对各档位进行判别 。传统的方法是利J j 接近开关作为进档的信号，需要安装机 械支架来实现。由丁档位多，这个结构从制造、调整、使H 、维修方面都较困难和复杂。通 过在变速器上的里程表接口安装霍尔式编码器，将脉冲信号输入二菱 F X 一 2 N P L C的具有高速 计数功能的输入口 X0
8、，利川 P L C软件编程实测转速用于判别档位。由于输入电机的加速需要 时间， 且由于变速器个体筹异 导致加速时问也不 同， 影响档位判断的准确性。 通过 P L C的 S O R T 指令对加速过程 中的转速进行排序处理，以 1 秒为处理周期，在 1 秒的周期内前 O _ 3 秒将最新 的 5组转速存入相应 的地址，0 3秒后把这 5 组转速进行从小剑人的排序，当最大值与最小值 第 2期 余彦：三菱P L C方便指令在校验台上的应用 l 5 的比值小于 l 时判定以达到稳速。用这种方法可 以即时的进行速度稳定性判断，而且判断精 度高。 3 3变速器油量模拟 C Q 9 M 变速器校验台通过二
9、只定量加油筒 自动向变速器 内加入定量 ( 约 1 4 L)的齿轮油， 在校验结束后由真空泵自动将变速器内的齿轮油抽出。通过 P L C的内部计数指令可以对加油 时间进行计数，把一次完整的加油时间存入对应的中间继电器，以作为标准使用。经过数据 处理将加油时间的数字量转换成变速器加油的模拟量，并在触摸屏上直观的显示。在抽油时。 根据加油量和真空泵的抽油效率计算出对应的抽油时间，通过编译的程序将 自动根据加油时 间的多少来折算出抽油时间，在触摸屏上实时的显示。使操作人员可以在整个校验过程中掌 握变速器内的存油量信息。图 3和图 4分别为触摸屏显示的加油 、抽油图像。 图 3 加油画面 图 4 抽
10、油画面 4 结 束 语 本文基 于三菱 F X 2 N P L C的方便指令对 C Q 9 M 变速器校验台进行编程控制。通过状态初 始化指令 I S T与 S T L步进指令结合使用达到了多种方式控制 目的，使调试维修更简便 、操作 更具灵活性。通过 P L C的 S OR T指令对加速过程 中的转速进行排序处理，可 以即时的进行速 度稳定性判断，提 高判断精度 。应用 P L C 的内部计数指令可 以对加油时间进行计数，经过数 据处理将加油时间的数字量转换成变速器加油的模拟量，根据加油量和真空泵的抽油效率计 算出对应的抽油时间，并在触摸屏上直观的显示。 通过应用 P L C的方便指令进行编程，有效地减少了 6 0秒机动节拍 ，提高了工作效率，同 时也提高了机床的 自动化程度和精度 ，使操作和维修更为灵活、简便 。 参 考 文 献 f l 】 三菱 F X I S ， F X I N， F X一 2 N， F X- 2 NC编程手册【 R 】 【 2 】2 廖常初 P L C编程及应用【 M】 北京： 机械工业出版社， 2 0 0 5 f 3 J 朱绍祥 可编程序控制器( P c ) 原理与应用【 M】 上海： 上海交通大学出版社， 1 9 9 8
