1 硬包車間照明控制系統存在問題和原因分析

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

    由于使用環境中灰塵，遠距離控制產生的電壓降以及集中安裝在照明電柜中接觸器啟動時的振動等多方面原因，容易使按鈕或接觸器輔助觸點產生接觸不良而使之失效。最常見故障是不能啟動或啟動后不能自鎖。當不能啟動時，只有人為反復直接按壓接觸器，使其常開觸點接通而自鎖。這樣既麻煩，又不符合安全操作規程。由于開關不方便，有一次，在電工進行維修日光燈時采用帶電操作，造成一次觸電事故。因此有改造必要。

2 改造方案設計

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

    2.1 改造方案硬件設計

    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，用一個常開按鈕輸入PLC相應的輸入端，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指示燈的復合按鈕，并且用LED燈亮表示接通。PLC的一個相應輸出點同時控制一個LED指示燈和一個交流接觸器。交流接觸器線圈是感性負載且功率較大。PLC輸出通過一個固態繼電器控制交流接觸器線圈。這樣可使控制系統交直流隔離，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的一個輸入點和一個輸出點。為了安全和控制方便，系統中設置一個總啟動、停止按鈕。設置了急停按鈕，手動、自動轉換開關，PLC工作指示燈等實用功能。按鈕等裝在一個控制箱內。并將控制箱安裝在車間內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。

    PLC選用能滿足要求（主要I/O點數要80點以上）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 改造方案軟件設計

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

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

    在設有開燈，且手動/自動轉換開關在手動狀態下（輸入X1接通），此時各分路按鈕才起作用。這主要是為維修日光燈而考慮設置的。而手動轉自動，在任何情況下都起作用。

    根據車間節假日值班等實際情況，保留1路或2路照明，用手動控制。

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

    2.3 PLC梯形圖簡要說明（略）

    PLC梯形圖的設計原則在滿足所需功能前提下，盡可能簡潔，比如說，用一個按鈕控制啟動和停止有多種方法。我們采用最簡單可靠的交替輸出指令ALT。

    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/自動轉換開關，接通手動，斷開自動

    X2
    自動狀態下總啟動/停止按鈕

    X3
    手動狀態下第一路燈啟動/停止按鈕

    X4
    手動狀態下第二路燈啟動/停止按鈕

    X5
    手動狀態下第三路燈啟動/停止按鈕

    X6
    手動狀態下第四路燈啟動/停止按鈕

    X7
    手動狀態下第五路燈啟動/停止按鈕

    X10
    值班照明啟動/停止按鈕，不受其它開關影響。

    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