1 硬包車間照明控制系統(tǒng)存在問題和原因分析

    硬包車間照明控制采用傳統(tǒng)交流接觸器控制方式。每一路使用啟動(dòng)、停止2個(gè)按鈕和一個(gè)指示燈以及交流接觸器鋪助常開、常閉觸點(diǎn)等組成。控制電源使用交流220伏電壓，用遠(yuǎn)程（控制按鈕離照明柜約200米）、集中控制方式控制。

    由于使用環(huán)境中灰塵，遠(yuǎn)距離控制產(chǎn)生的電壓降以及集中安裝在照明電柜中接觸器啟動(dòng)時(shí)的振動(dòng)等多方面原因，容易使按鈕或接觸器輔助觸點(diǎn)產(chǎn)生接觸不良而使之失效。最常見故障是不能啟動(dòng)或啟動(dòng)后不能自鎖。當(dāng)不能啟動(dòng)時(shí)，只有人為反復(fù)直接按壓接觸器，使其常開觸點(diǎn)接通而自鎖。這樣既麻煩，又不符合安全操作規(guī)程。由于開關(guān)不方便，有一次，在電工進(jìn)行維修日光燈時(shí)采用帶電操作，造成一次觸電事故。因此有改造必要。

2 改造方案設(shè)計(jì)

    卷包車間照明控制，在照明負(fù)載大，又要求集中控制情況下，采用PLC控制能達(dá)到控制可靠性高、易維護(hù)的目的。

    2.1 改造方案硬件設(shè)計(jì)

    保留原有主回路中的空氣斷路器和交流接觸器。但不再使用接觸器的輔助觸頭。

    控制回路中，用一個(gè)常開按鈕輸入PLC相應(yīng)的輸入端，控制一路照明的通斷，不再使用常閉停止按鈕。簡言之，就是用一個(gè)按鈕控制一路燈。為了顯示某一路燈通斷狀況。按鈕使用帶LED指示燈的復(fù)合按鈕，并且用LED燈亮表示接通。PLC的一個(gè)相應(yīng)輸出點(diǎn)同時(shí)控制一個(gè)LED指示燈和一個(gè)交流接觸器。交流接觸器線圈是感性負(fù)載且功率較大。PLC輸出通過一個(gè)固態(tài)繼電器控制交流接觸器線圈。這樣可使控制系統(tǒng)交直流隔離，不僅提高可靠性，而且PLC輸出，不管是繼電器輸出，還是晶體管輸出都能使用。每一路照明燈占用PLC的一個(gè)輸入點(diǎn)和一個(gè)輸出點(diǎn)。為了安全和控制方便，系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)總啟動(dòng)、停止按鈕。設(shè)置了急停按鈕，手動(dòng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，PLC工作指示燈等實(shí)用功能。按鈕等裝在一個(gè)控制箱內(nèi)。并將控制箱安裝在車間內(nèi)靠近主照明控制電柜地方，也就是使用近程控制，到控制柜的距離不超過20米。而新增的PLC直接安裝在照明控制柜內(nèi)。

    PLC選用能滿足要求（主要I/O點(diǎn)數(shù)要80點(diǎn)以上）的三菱FX系列一體化的微型PLC，其I/O分配表見表1。因控制方式相同，表中只列出6路燈控制。其中一路為值班照明。

    2.2 改造方案軟件設(shè)計(jì)

    軟件設(shè)計(jì)方案的程序框圖和PLC梯形圖（如圖1）,（圖2）所示。同樣為簡便起見，只設(shè)計(jì)6路。現(xiàn)簡要說明如下：

    總啟動(dòng)/停止按鈕（X2）設(shè)置主要是為了方便。采用一鍵通方式。不管是啟動(dòng)或停止，只需按壓一次按鈕，就能點(diǎn)亮或熄滅車間所有的燈（值班照明燈除外）。啟動(dòng)時(shí)，每隔5秒依次啟動(dòng)各路照明，停止時(shí)也是每隔5秒依次熄滅各路照明。這樣既方便又減少啟動(dòng)和停止時(shí)對電源的沖擊。這個(gè)按鈕只是在自動(dòng)狀態(tài)下才起作用。而且在程序中設(shè)置了在啟動(dòng)或停止的過程中，其它按鈕（急停除外）都不起作用。同時(shí)也設(shè)置了用總按鈕啟動(dòng)，也必須用總按鈕停止。

    在設(shè)有開燈，且手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在手動(dòng)狀態(tài)下（輸入X1接通），此時(shí)各分路按鈕才起作用。這主要是為維修日光燈而考慮設(shè)置的。而手動(dòng)轉(zhuǎn)自動(dòng)，在任何情況下都起作用。

    根據(jù)車間節(jié)假日值班等實(shí)際情況，保留1路或2路照明，用手動(dòng)控制。

    車間照明這種大負(fù)載集中控制方式，采用PLC控制能大大提高系統(tǒng)可靠性，方便維修。

    2.3 PLC梯形圖簡要說明（略）

    PLC梯形圖的設(shè)計(jì)原則在滿足所需功能前提下，盡可能簡潔，比如說，用一個(gè)按鈕控制啟動(dòng)和停止有多種方法。我們采用最簡單可靠的交替輸出指令A(yù)LT。

    表1 PLC I/O分配表

    輸入
    功能及作用

    X0
    急停按鈕，接通正常，斷開急停

    X1
    手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，接通手動(dòng)，斷開自動(dòng)

    X2
    自動(dòng)狀態(tài)下總啟動(dòng)/停止按鈕

    X3
    手動(dòng)狀態(tài)下第一路燈啟動(dòng)/停止按鈕

    X4
    手動(dòng)狀態(tài)下第二路燈啟動(dòng)/停止按鈕

    X5
    手動(dòng)狀態(tài)下第三路燈啟動(dòng)/停止按鈕

    X6
    手動(dòng)狀態(tài)下第四路燈啟動(dòng)/停止按鈕

    X7
    手動(dòng)狀態(tài)下第五路燈啟動(dòng)/停止按鈕

    X10
    值班照明啟動(dòng)/停止按鈕，不受其它開關(guān)影響。

    輸出
    功能及作用

    Y0
    PLC工作指示

    Y1
    控制第一路燈，兼作按鈕指示燈（有輸出燈亮）

    Y2
    控制第二路燈，兼作按鈕指示燈（有輸出燈亮）

    Y3
    控制第三路燈，兼作按鈕指示燈（有輸出燈亮）

    Y4
    控制第四路燈，兼作按鈕指示燈（有輸出燈亮）

    Y5
    控制第五路燈，兼作按鈕指示燈（有輸出燈亮）

    Y10
    控制值班照明，兼作按鈕指示燈（有輸出燈亮）
 

圖1 車間照明PLC控制程序框圖