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食品厂包装流水线双电机与定时封口控制
一、题目内容
某食品包装厂的流水线由两台电机驱动:输送机电机和封口机电机。操作人员通过按钮控制系统的启动与停止,产品通过感应开关触发封口机工作。系统要求如下:
- 系统设有启动按钮与停止按钮,用于整体启停控制。
- 启动后,输送机持续运行,将产品输送到封口位置。
- 当产品到达封口位置时,行程开关检测到信号,封口机自动启动,并持续运行 5 秒完成封口过程后自动停止。
- 在封口机运行过程中,如果操作人员按下停止按钮,或安全门开关断开,或发生过载保护动作,系统应立即停止所有电机。
- 系统必须具备安全保护逻辑:任何异常发生时,两台电机均应立即停止,保障人员与设备安全。
二、I/O分配表
- 输入器件
| 输入器件 | 输入点 | 功能 |
|---|---|---|
| SB1常开触点 | I0.0 | 启动按钮 |
| SB2常闭触点 | I0.1 | 停止按钮 |
| SQ1限位开关 | I0.2 | 限位检测 |
| SFD(GS)安全门开关 | I0.3 | 安全隔离 |
| FR过载保护 | I0.4 | 过载保护 |
- 输出器件
| 输出器件 | 输出点 | 功能 |
|---|---|---|
| KM1 | Q0.0 | 控制电机M1 |
| KM2 | Q0.1 | 控制电机M2 |
三、解题逻辑
- 整体启停控制
- SB1 按下后,若 SB2、SFD、FR 均保持闭合,系统进入启动状态。
- KM1 得电并通过自身常开触点实现自保持,保证 M1 持续运行。
- SB2、SFD、FR 任一断开,立即切断主回路,停止所有电机。
- 输送机 M1 控制逻辑
- KM1 的运行是封口机 KM2 的前提条件。
- 在流水线正常工作时,KM1 始终保持吸合,保证产品连续输送。
- 封口机 M2 控制逻辑
- 当 KM1 运行、产品到位(SQ1 动作)、保护条件均满足时,KM2 得电启动。
- KM2 启动时触发定时器 T0,定时时间为 5 秒。
- 定时完成后,KM2 自动断电,等待下一个产品。
- 定时器控制逻辑
- 定时器 T0 使用 TON(延时通电定时器)。
- T0 确保封口机每次动作持续 5 秒,完成一次封口后自动复位。
- 紧急保护逻辑
- SB2、SFD、FR 触点必须在 Motor1 与 Motor2 的回路中同时串联。
- 任一保护动作,保证 KM1、KM2 立即断电。
- 符合工业安全控制“安全优先”的基本原则。
四、梯形图答案(文字/ASCII表示)
- 多网络:
网络1:M1 启动保持 & 保护
|----[ ] I0.0 SB1 --------+----[ ] I0.1 SB2(NC) ----[ ] I0.3 SFD(NC) ----[ ] I0.4 FR(NC) ----( ) Q0.0 KM1
| |
| +----[ ] Q0.0 KM1 (自保持)----------------------------|
网络2:M2 启动条件
|----[ ] Q0.0 KM1 ----[ ] I0.2 SQ1 ----[ ] I0.1 SB2(NC) ----[ ] I0.3 SFD(NC) ----[ ] I0.4 FR(NC) ----( ) Q0.1 KM2
网络3:定时器控制
|----[ ] Q0.1 KM2 ------------------(TON T0, PT = 5s)--------------------|
网络4:M2 定时停止
|----[ ] T0.Q (定时完成) --------------------(R) Q0.1 KM2
- 单网络
网络1:双电机+定时封口控制(全部逻辑合并)
|----[ ] I0.0 SB1 --------------------------+----[ ] I0.1 SB2(NC) ----[ ] I0.3 GS(NC) ----[ ] I0.4 FR(NC) -------------------( ) Q0.0 KM1
| |
| +----[ ] Q0.0 KM1 (自保持)-----------------------------------------------------|
|----[ ] Q0.0 KM1 ----[ ] I0.2 SQ1 ---------+----[ ] I0.1 SB2(NC) ----[ ] I0.3 GS(NC) ----[ ] I0.4 FR(NC) -------------------( ) Q0.1 KM2
| |
| +----[ ] T0.Q (定时完成) ----------------------------------------------------(R) Q0.1 KM2
|----[ ] Q0.1 KM2 -------------------------------------------------------------------------------------------------------(TON T0, PT=5s)
五、常见错误解释
- 忽略自保持
- 若 KM1 没有自保持触点,松开 SB1 后 M1 立即停机,无法持续输送。
- Sensor 接线错误
- 若 SQ1 接在 KM1 前,可能导致 KM2 在输送机未运行时被触发,逻辑不安全。
- 保护触点只控制 KM1
- 如果 SB2、SFD、FR 只作用于 KM1 回路,KM2 可能在危险状态下仍继续运行,必须同时串联在两路回路中。
- 定时器未复位
- 若 T0 未在 KM2 停止时复位,下次封口动作会出现计时异常。
- 常开/常闭符号混淆
- SB2、SFD、FR 在实际接线中均为常闭,初学者常误画成常开,失去安全保护功能。