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一、項目簡介
隨著我國建筑行業施工水平的提高，混凝土澆注基本上實現了機械化。混凝土泵是混凝土澆注的首選設備，對設備的可靠性要求高，工作環境差。徐州天地重型機械制造有限公司自成立之日起即從事混凝土泵的設計、制造、銷售和服務，至2002年混凝土泵的產量已進入行業前列，所生產的混凝土泵電氣控制系統仍采用傳統的繼電器控制。為了進一步提高產品的可靠性，做出自己的特色，對不同廠家的PLC進行比較后，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的建筑機械，按動力的不同可分為電機泵及柴油機泵，圖三為采用電動機的混凝土泵的打開結構。
圖四為混凝土泵工作示意圖，圖四（a）中當活塞A退到接近開關SQ1時，Y2A通電，擺缸A把S管推到圖中實線位置，與混凝土缸A接通，同時Y1A通電，主油缸A往左運行，活塞A也往左運行，把混凝土缸A中的混凝土推出S管。由于二根油缸串聯，主油缸B往右運行，活塞B也往右運行，把料斗中的混凝土吸入混凝土缸B。
圖三、混凝土泵的結構
圖四、混凝土泵工作示意圖
當活塞A運行到左端時，活塞B正好運行到右端，接近開關SQ2得到信號，此時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Y1A失電，Y1B得電，活塞運行方向相反，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。
當活塞A再次運行到接近開關SQ1時，重復第一步的過程。
反泵工作時，接近開關得電時活塞的運動方向相反，S管的擺動位置不變，相當于把S管中的混凝土吸入到料斗中。因活塞的運動方向相反，二個接近開關的接線需對調，即相當于把二個接近開關的位置對調，如圖四（b）。
電氣部分主要控制電動機（柴油機）的起停、主油缸的往復動動、S管的擺動、柴油機的轉速等，核心部分為主油缸和S管的擺動控制，為了減少LOGO！的輸入輸出點數，凡是可以通過開關直接控制的動作均不通過LOGO！控制。這樣，每臺機器上只用一個LOGO！ 12/24RC，用于控制主油缸、擺動油缸的四個方向閥，柴油機泵上再增加一個DM8 12/24RC。用于控制柴油機的轉速。
二、控制系統構成及完成的功能
下面主要介紹與LOGO！有關的控制部分。
1 外圍電路的設計
與LOGO！相關的外圍電路見圖五，采用電動機作為動力的混凝土泵，使用一個LOGO！12/24RC，控制柜內部結構見圖六；采用柴油機作為動力的混凝土泵，需增加一個DM 12/24RC，用于控制發動機油門，內部結見圖七構。各輸入輸出端子的功能見表一。
圖五 LOGO！外圍電路
圖六 電機泵控制柜內部結構
表一 LOGO！輸入輸出端功能表
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輸入端 |
功能 |
輸出端 |
功能 |
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I1 |
泵送 |
Q1 |
泵送電磁閥Y1A |
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I2 |
反泵 |
Q2 |
泵送電磁閥Y1B |
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I3 |
接近開關SQ1 |
Q3 |
擺動電磁閥Y2A |
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I4 |
接近開關SQ2 |
Q4 |
擺動電磁閥Y2B |
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I8 |
電機（柴油機）起動 |
Q5 |
柴油機升速 |
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I9 |
柴油機升速 |
Q6 |
柴油機降速 |
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I10 |
柴油機降速 |
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I11 |
自動油門控制選擇 |
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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相比有許多優點，特別是性價比高、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
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序號 |
功能 |
LOGO！ |
PLC |
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1 |
電源電壓 |
12-24VDC通用，電壓種類多 |
固定電壓 |
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2 |
輸入輸出點數 |
最多I 24/O 20/A 8
較少 |
I/O：24-128
較多 |
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3 |
, 價格 |
低 |
較高 |
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4 |
參數顯示 |
可帶液晶顯示器，可顯示參數 |
不帶顯示器，需另加文本顯示器或人機界面 |
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5 |
編程 |
即可計算機編程，也可在LOGO！上編程 |
計算機編程或采用專用編程器編程 |
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6 |
參數修改 |
LOGO！本體可修改參數 |
參數不能修改，需重新編程 |
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7 |
繼電器電流 |
本體10A，擴展5A |
3A或5A |
3 LOGO！內部程序的邏輯圖及輸入輸出邏輯關系
圖八 程序邏輯圖
I11=0，I8=1、I1=1時，允許Q1-Q4輸出并計時，否則Q1-Q4=0；
I11=1，I8=1、I1=1時，Q5=1并延時為0，Q1-Q4在Q5=0時允許Q1-Q4輸出并計時；
I11=1，I8=1、I1=0時，Q1-Q4=0，Q6=1并延時為0；
I9=1，則Q5=1；
I10=1，則Q6=1；
在允許Q1-Q4輸出時，若I2=0，I3觸發Q1、Q3為1，Q2、Q4為0；
I4觸發Q1、Q3為0，Q2、Q4為1；
在允許Q1-Q4輸出時，若I2=1，I3觸發Q2、Q3為1，Q1、Q4為0；
I4觸發Q2、Q3為0，Q1、Q4為1；
若在允許Q1-Q4輸出的狀態下，Q1-Q4的輸出狀態達到設定的延時時間仍無I3或I4觸發改變，則由延時繼電器觸發改變Q1-Q4的輸出狀態。
4 LOGO！的功能塊圖
圖九 LOGO!的功能塊圖
根據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！的編程相當簡單。
在本程序中，采用了LOGO！內部的小時計，只有在機器工作時小時計時，空運轉時小時不計時，可對機器的使用量進行監測。
LOGO！帶有液晶顯示器，并可對顯示內容進行編程，文本顯示B031選擇了B21、B24的計時時間和運行時間計時器B030的運行小時，并設為較高的優先級，這樣一開機即顯示設定的參數。本機顯示見圖三。
圖十 開機顯示畫面
5 項目的難點及解決方法
本項目成功的關鍵是采用較低的價格，實現了較多的功能。在編程時，應盡可能利用LOGO！的功能，顯示出所需參數，并對需調整的參數設為可整狀態，如果系統較復雜，還可在外部出現故障時顯示報警提示功能。
四 產品使用狀況
徐州天地重型機械制造有限公司自2002年在混凝土泵上使用LOGO！以來，得到廣大用戶的認可，特別是當接近開關損壞后可以通過程序控制工作，其它廠家的產品均沒能實現。目前，每年的LOGO！用量在200臺以上，基本做到了免維護。
LOGO！價格低廉、工作可靠、編程方便，雖然點數較少，如果能夠優化電路，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、擴展5A）、電源范圍寬（12-24VDC通用）的優點，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、特殊繼電器、功能開關等，給編程帶了方便，0BA5型LOGO！還新增加了模擬量輸出模塊，更擴展了LOGO！的用途。
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