状态分析法在两段阀PLC程序设计中的应用

赵荣华

安钢集团冶金炉料公司（455004）

两段阀是安钢500 m3白灰竖炉的重要设备，在不停风、不停炉的情况下，与园盘机配合，完成出灰过程。两段阀的动作共有四个步骤,在以前的PLC程序中，程序繁冗复杂，调试过程中容易出现两段同时开的错误状态。为了简化程序，并增强可靠性，我们在安钢集团冶金炉料公司5#竖炉的PLC程序设计中采用状态分析法，取得了理想的效果。

1 两段阀控制系统的组成及动作顺序

两段阀由两段密封的阀体构成。在出灰过程中，先开1段，物料由1段下落到2段，而此时2段是密封的，保证不漏风。延时5S后关闭1段。1段关到位延时1S后再开2段。2段开后，物料由2段下落到出灰皮带，此时1段是密封的，不漏风。延时5S然后关2段。2段关闭延时1S后再开1段。如此循环，完成连续送风、同时出灰的功能，保证了竖炉的连续作业。

两段阀的控制系统由限位开关、PLC、电磁换向阀、气缸组成。两段阀的动作由气缸驱动，气流的方向由电磁换向阀控制，气流方向的改变实现两段阀每段的开、闭动作。PLC依据安装在两段阀气缸臂上的限位开关确定阀的位置，并按顺序启停各段。

两段阀共装有四个限位开关∶1段开限位、1段关限位、2段开限位、2段关限位。两个气缸装四个进气通道，对应四个电磁阀线圈，分别是∶开1段、关1段、开2段、关2段。

2 系统的状态分析

根据两段阀的功能要求，1段和2段交替开、闭,相应地1段开限位、1段关限位、2段开限位、2段关限位均触发一个定时器，定时器动作，触发系统状态的转换。状态转换图如下∶

S1状态∶T4动作后进入此状态，1、3段关闭后启动定时器T1，当T1延时1S后，开启2段，转入S2状态。

S2状态∶T1动作后进入此状态，2段开后启动定时器T2，当T2延时5S后，关闭2段，转入S3状态。

S3状态∶T2动作后进入此状态，2段关后启动定时器T3，当T3延时1S后，开启1、3段，转入 S4状态。

S4状态∶T3动作后开转入此状态，1、3段开后启动定时器T4，当T4延时 5S后，关闭1、3段，转入S1状态。

3 各状态下限位开关的位置及定时器状态

由以上的状态转换关系，可知各状态下限位开关的位置及定时器状态见表1。

表1 各状态下变量的变化

4 定时器的触发

由表1可知，T1由1段关限位触发，T2由2段开限位触发，T3由2段关限位触发，T4由1段开限位触发。

5 状态变量的选取

表1可知，S1和S3状态下各限位开关的状态可能是完全一致的，因此，仅由限位开关并不能确定四个状态。根据需要，我们采用一个中间标志位，结合定时器状态来确定四个状态。程序中用一个RS触发器M0.0，用 T2为M0.0置位，用T4为M0.0复位。由于T1和T3是相反的，这样，当M0.0为0时，T3为1(T1为0)时为 S1状态，T3为 0(T1为 1)时为S2状态；当M0.0为1时，当T3为0(T1为1)时为S3状态，当T3为1(T1为0)时为S4状态。

根据各状态的输出关系，得到表2。

6 根据以上分析，得到程序如图2所示

表2 各状态下中间标志位的变化及输出变化

7 结语

采用状态分析法进行PLC程序设计，可以将较复杂的顺序控制的逻辑关系清晰地表现出来，使得程序进一步简化，增强了程序的易读性、可靠性和可维护性。在安钢500 m3竖炉两段阀的程序设计中取得了良好的效果。