LOGO!及其在破碎机控制中的应用

吴宏岐，秦少军，刘 霞，王亚云

（宝鸡文理学院 电气系，陕西 宝鸡 721007）

随着机电一体化技术的发展，通用逻辑控制模块 （LOGO！）日益广泛应用与各种机械加工设备的电气控制系统中。采用LOGO！控制可降低设备故障率，延长了其维护周期和使用寿命，可以把机械加工设备的功能、效率、柔性提高较高水平[1]。为了便于一线技术人员更好的使用LOGO！，介绍LOGO！性能、特点及使用方法，并针对破碎机继电接触器控制系统存在的接线复杂，可靠性较差等问题，采用SIEMENS公司的LOGO！对其控制系统进行了改造。系统控制灵活，性能稳定、操作方便，达到较好的控制效果。

1LOGO！性能及特点

LOGO！是SIEMENS公司推出通用逻辑控制模块，是一种将编程器和主机一体化的超小型可编程序控制器。LOGO内部集成有：控制功能、操作和显示单元。有一个用于扩展模块的接口、一个用于程序模块和PC电缆的接口。预制有基本功能、软开关、二进制指示器、输入和输出。用户可通过控制器面板上的按钮直接编程、编辑、读取数据或输入数据；可与计算机联网，用厂家提供的专用软件编程。SIEMENS LOGO！的主要特点如下：编程操作简单，LOGO！编程可在本机上直接操作；编程语言简单，其编程是将需要实现的功能所对应的功能块连接起来即可；输出电流大。LOGO！输出端可以承受电流达10 A（继电器输出，阻性负载）；自带显示面板，可直接在自带面板上设置、更改和显示参数；具有通信功能，带AS-I总线功能的LOGO！可作为远程I/O使用；价格低廉，具有较低的价格和较高的性价比；面向大众、方便用户，LOGO！不需要专门的训练，只要懂得一些电气知识就行；体积小，约72 mm×90 mm×53 mm。

2LOGO！的结构及原理

LOGO！的面板结构如图1所示，电源接线端用来连接电源（电压有直流24 V、交流115 V或交流230 V），数字量输入端直接连接开关、按钮和传感器等，数字量输出端可用容量为8/10 A的开关来控制负载[2]。液晶显示面板可在LOGO！进入控制程序后，所有步骤及集成的基本功能（如：逻辑操作和设定值）和特殊功能（如计时器、计数器和时钟等）均显示为功能方块图，在运行过程中可显示I/O口的开关状态及星期和时间。操作员小键盘可使用户用键盘上的6个操作键输入需要的控制程序，通过存储卡或计算机电缆接口，使控制程序和设定值永远存储在集成的EEROM中。可用LOGO！存储卡将存储的程序复制到下一个应用，也可用电缆把LOGO！连接到计算机上，利用LOGO！SOFT编程软件创建、仿真、存档和打印控制程序。使用步骤：用LOGO！完成一项控制应用只需下列步骤：1）描述控制任务，即确定控制对象及其所执行的操作；2）将LOGO！放在DIN标准导轨上，连接好输入端和输出端；3）根据任务描述，选择所需要的功能块，按响应的按键把这些功能块组合在一起；4）进行必要的测试和起动运行。

3 采用LOGO！实现破碎机的控制

在许多生产过程中，工艺要求将大块的固体物料破解为小块、粒状或粉状。采用破碎机是通过机械的方法完成这一加工过程，经鄂式破碎机处理后的物料尺寸可达60 mm以下[3]。传统的破碎机工作是采用继电接触器控制系统控制，可靠性不高、维护不方便，尤其是当破碎工艺发生改变时，需重新设计、连接控制线路，十分不便[4]。若采用LOGO！实现其控制，则硬件连线简单、安装维护方便，通过变更程序还可方便地实现不同的工作需要。如在陶瓷生产中需破碎机将大块物料破解成小块的预碎处理，原料的特性不同，其控制要求不同[5]。一种原料控制要求：按下启动按钮后，当限位开关SQ1和限位开关SQ2中一个不动作或两个都不动作时，破碎机开启，经过一段时间后，推进器启动工作；当限位开关SQ1和SQ2都动作时，推进器停止，经过一段时间，破碎机停止工作。另一种原料控制要求与前一种相似，只是按下启动按钮后，限位开关SQ1和SQ2都不动作时才开始工作，其它要求同前一种相同。采用LOGO！控制时，硬件电路不变，只通过修改控制程序，便可满足不同材料的破碎处理。

3.1 系统硬件电路设计及工作原理

3.1.1 系统硬件设计

系统采用具有8个输入点和4个输出点的SIMENS LOGO！230RC为主控制器，配置两个接触器、控制按钮及工作信号显示灯组成程序控制系统，如图1所示。LOGO！的I1、I2分别连接启动按钮SB1和停止按钮 SB2；I2、I3连接限位开关SQ1和 SQ2。 LOGO！ 的 3 个输出点 Q1、Q2、Q3、分别连接破碎机控制接触器KM1和破碎机工作指示灯HL1、推进器控制接触器KM2和推进器工作指示灯HL2及LOGO！带电状态指示灯HL3，输入/输出设备如表1所示。

图1 鄂式破碎机LOGO！控制线路

表1 I/O分配表

3.1.2 控制系统工作原理

对于第一种材料的破碎处理，按下起动按钮SB1，LOGO！输入I1接点信号使其处于工作状态，通过内部逻辑运算使Q3闭合，信号灯HL3显示（亮）。限位开关SQ1和SQ2只要有一个没有动作时，即 LOGO！输入接点I3和I4输入信号中有一个为“0”，经内部逻辑运算使LOGO！输出接点Q1闭合，使接触器KM1线圈带电，其常开触点闭合控制破碎机带电工作。Q1闭合也使信号灯HL1带电（亮）显示破碎机处于工作状态。在Q1输出信号时，其内部逻辑运算也会使LOGO！内部定时器TM1启动开始定时。经过一段时间后使LOGO！输出接点Q2闭合，使接触器KM2线圈带电，其常开触点闭合控制推进器带电工作；Q2闭合也使信号显示灯HL2带电（亮）显示推进器处于工作状态。设备工作过程中，当限位开关SQ1和SQ2同时动作时，通过LOGO！输入接点I3和I4输入信号都为“1”，经内部逻辑运算使LOGO！输出接点Q2打开，使接触器KM2线圈失电，其常开触点打开控制推进器停止工作；Q2打开也使信号灯HL2失电（暗）显示推进器处于停止工作状态。在Q2输出信号时，其内部逻辑运算也会使LOGO！内部定时器TM2启动开始定时。经过一段时间后使LOGO！输出接点Q1打开，使接触器KM1线圈失电，其常开触点打开控制破碎机停止工作。Q1打开也使信号显示灯HL1失电（暗）显示破碎机处于停止工作状态。若按下停止按钮SB2，则LOGO！输入接点I2输入信号“1”，使其工作停止，此时，无论限位开关SQ1和SQ2如何动作都不会使破碎机和推进器工作。

3.2 控制系统软件设计

LOGO！的软件编程简便。LOGO！的编程元素称为“功能块”，这些功能块全部集成在LOGO！的内部存储器中，用户只要在面板上按下按键，将各种功能块组合起来构成功能块图，就形成了用户程序。LOGO！的程序中最多可以使用56个模块，在输入和输出之间的串联功能最多为7级[6]。如图2所示，为实现第一种原料破碎处理的系统程序功能块图，采用3个特殊功能块-RS触发器，2个非功能块、2个时间定时功能块按控制要求连接形成功能块图程序。通过此程序的执行可控制 LOGO！的 3 个输出 Q1～Q3。由 Q1、Q2、Q3分别控制接触器KM1和HL1、KM2和HL2及信号灯HL3工作。当破碎第二种原料时，硬件电路不变，只需将控制程序略加修改成图3所示的系统程序功能块图即可。

图2 LOGO！功能块图程序1

图3 LOGO！功能块图程序2

4 结束语

SIEMENS通用逻辑模块LOGO！是一稳定可靠、经济实用的控制器。采用该控制器实现破碎机工作的自动控制，简化原继电接触器控制系统的硬件接线，提高控制系统的可靠性，延长其维护周期和使用寿命，增强控制系统的控制功能。系统设计中应注意LOGO！数字量输出端的容量，它不能带超过10 A的负载，负载太大要通过接触器进行转换；程序设计中最多只能使用56个模块。

[1]赵惠忠.深入浅出西门子LOGO！[M].北京：北京航天大学出版社，2004.

[2]任志远.电动机电子保护器与软起动器应用指南[M].北京：机械工业出版社，2004.

[3]张志斌.圆锥给矿机的自动控制系统 [J].有色金属，2008（6）：52-54.

[4]王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003.

[5]肖学敏.利用PLC实现矿石破碎系统的自动控制[J].福建建材，2005（2）：54-55.

[6]张万忠.可编程序控制器入门与应用实例[M].北京：中国电力出版社，2004.