引言
   可編程控制器(PLC)作為新一代的工業(yè)控制裝置，由于其具有通用性好、適用性強(qiáng)，硬件配套齊全，編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分，而程序的設(shè)計(jì)是控制系統(tǒng)中工作量最大、最重要的一項(xiàng)工作。一個(gè)好的程序不僅可以減少I／O點(diǎn)數(shù)，節(jié)省硬件成本，而且還可以減少PLC程序步驟和占用的空間，收到事半功倍的效率；而設(shè)計(jì)好程序的關(guān)鍵是掌握一定的編程技巧，因此，討論P(yáng)LC程序設(shè)計(jì)的技巧具有十分重要的意義。
2  根據(jù)控制方式設(shè)計(jì)程序
2．1  集中與分散控制
   在多臺(tái)單機(jī)組成的自動(dòng)線，有在總操作臺(tái)上的集中控制和在單機(jī)操作臺(tái)上的分散控制。這兩種控制必須實(shí)行聯(lián)鎖，如在多工位組合機(jī)床上，有各工位的聯(lián)合控制，也有各工位的分別控制，其控制梯形圖如圖1所示。
   在圖1中，X2為選擇開關(guān)，以其觸點(diǎn)為集中控制與分散控制的聯(lián)鎖觸點(diǎn)。當(dāng)X2＝l時(shí)，為單機(jī)分散起動(dòng)控制；當(dāng)X2＝0時(shí)，為集中總起動(dòng)控制，在兩種情況下，單機(jī)和總操作臺(tái)均可發(fā)出停止命令。
2．2  自動(dòng)控制與手動(dòng)調(diào)整控制
在自動(dòng)或半自動(dòng)工作機(jī)械上，常常有自動(dòng)工作和手動(dòng)調(diào)整的控制，其梯形圖如圖2所示。當(dāng)自動(dòng)／手動(dòng)開關(guān)X400接通時(shí)，CJP751的跳步條件滿足，將跳過自動(dòng)程序，執(zhí)行手動(dòng)程序；反之，將跳過手動(dòng)程序，執(zhí)行自動(dòng)程序。

圖1  集中與分散控制
3  按控制狀態(tài)設(shè)計(jì)程序
生產(chǎn)機(jī)械或生產(chǎn)過程的自動(dòng)化往往需要根據(jù)生產(chǎn)工藝過程的特點(diǎn)及它們的各種不同的狀態(tài)來進(jìn)行控制，如行程、時(shí)間等。
3．1  按行程原則控制
根據(jù)運(yùn)動(dòng)行程或極限位置的要求，通過檢測(cè)元件(如行程開關(guān)，接近開關(guān)等)發(fā)出控制信號(hào)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。最典型的如機(jī)加工動(dòng)力頭的快進(jìn)，工進(jìn)，快退控制，動(dòng)力頭從原始位置開始，快進(jìn)向前運(yùn)動(dòng)，到一定位置轉(zhuǎn)為工進(jìn)向前，到達(dá)終點(diǎn)位置時(shí)轉(zhuǎn)為快退，回到原始快進(jìn)位置時(shí)停止，其梯形圖如圖3所示。


圖2  手動(dòng)／自動(dòng)程序


圖3  行程控制梯形圖
3．2  按時(shí)間原則
這種原則在PLC的保護(hù)程序設(shè)計(jì)中非常有效，且經(jīng)常使用。由于生產(chǎn)機(jī)械在工作循環(huán)中的各工步運(yùn)動(dòng)在執(zhí)行時(shí)需要一定的時(shí)間，且這些時(shí)間都有一定的限度，因此可以以這些時(shí)間為參考，在要檢測(cè)的工步動(dòng)作開始的同時(shí)，起動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器的時(shí)間設(shè)定值比正常情況下該動(dòng)作要持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)20％～30％，而定時(shí)器的輸出信號(hào)可以用于報(bào)警或自動(dòng)停機(jī)裝置。當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械某工步動(dòng)作的時(shí)間超過規(guī)定時(shí)間，達(dá)到對(duì)應(yīng)的定時(shí)器預(yù)置時(shí)間，還未轉(zhuǎn)入下一工步動(dòng)作時(shí)定時(shí)器發(fā)出故障信號(hào)，該信號(hào)停止正常工作循環(huán)程序，起動(dòng)報(bào)警或停機(jī)程序，這就是我們常說的超節(jié)拍保護(hù)。
4  數(shù)值和定時(shí)值范圍的擴(kuò)展
每一種PLC的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍和定時(shí)器的定時(shí)范圍都有一定的限度，而在實(shí)際應(yīng)用中有時(shí)需要的設(shè)定值大于這個(gè)限度，這時(shí)我們可以采取級(jí)聯(lián)組合的方法來實(shí)現(xiàn)。
4．1  計(jì)數(shù)值范圍的擴(kuò)展
圖4為兩個(gè)計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)組合擴(kuò)展電路。X401每斷／通一次，C460計(jì)數(shù)一次。當(dāng)X401斷／通50次時(shí)，C460的常開觸點(diǎn)接通，C461計(jì)數(shù)一次，與此同時(shí)，C460另一對(duì)常開觸點(diǎn)動(dòng)作，使C460復(fù)位，重新從0開始對(duì)X40l的斷／通進(jìn)行計(jì)數(shù)。每當(dāng)C460計(jì)數(shù)50次時(shí)，C461計(jì)數(shù)一次，當(dāng)C461計(jì)數(shù)到40次時(shí)，此時(shí)X401總計(jì)接通50x 40＝2000次。C461常開觸點(diǎn)閉合，Y431接通，可見本電路計(jì)數(shù)值為兩個(gè)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值的乘積。


圖4  兩個(gè)計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)擴(kuò)展
4．2  定時(shí)值范圍的擴(kuò)展
用定時(shí)器與計(jì)數(shù)器進(jìn)行級(jí)聯(lián)組合，可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)范圍的擴(kuò)展。圖5是這種級(jí)聯(lián)組合的擴(kuò)展電路圖。圖中T451形成一個(gè)設(shè)定值為20s的自復(fù)位定時(shí)器。當(dāng)X401接通，在T451線圈接通20s后，其常閉觸點(diǎn)斷開，T451定時(shí)器線圈斷開自復(fù)位，待下一次掃描時(shí)，T451常閉觸點(diǎn)才閉合，T451線圈又重新接通。T451延時(shí)20s，其常開觸點(diǎn)閉合，為計(jì)數(shù)器輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)器C461計(jì)數(shù)一次；當(dāng)C461計(jì)數(shù)100次時(shí)，其常開觸點(diǎn)接通Y431線圈，所以從X401接通到Y(jié)431接通，延時(shí)時(shí)間為定時(shí)器和計(jì)數(shù)器設(shè)定值之積，本電路延時(shí)時(shí)間為2000s。


圖5  定時(shí)器與計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)擴(kuò)展
5  用單按鈕控制起動(dòng)和停止
通常我們用兩個(gè)按鈕控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止，但多點(diǎn)控制時(shí)，需要按鈕和引線較多，利用一個(gè)按鈕多點(diǎn)遠(yuǎn)程控制電動(dòng)機(jī)制的起停，則可減少控制線路且節(jié)省I／O點(diǎn)數(shù)，其梯形圖如圖6所示。
當(dāng)X401接通時(shí)，M103停電，M103觸點(diǎn)閉合，且使M100動(dòng)作并自鎖，M100常開觸點(diǎn)閉合，Y430線圈接通并自鎖。Y430的常開觸點(diǎn)閉合，為M101接通作準(zhǔn)備。注意：X401斷開后，M103的線圈和觸點(diǎn)均斷開。M100和M101線圈斷開。當(dāng)X401第二次接通時(shí)，M101線圈接通，其常閉觸點(diǎn)斷開，Y430線圈被斷電，電機(jī)停止。當(dāng)然，用單按鈕控制電動(dòng)機(jī)起停的程序設(shè)計(jì)方法有很多。用圖7所示的梯形圖程序同樣可以實(shí)現(xiàn)這一功能。


圖6  單按鈕起停電機(jī)梯形圖


圖7
6  邏輯錯(cuò)誤檢測(cè)編程法
PLC控制系統(tǒng)在正常的情況下各輸入、輸出信號(hào)，中間記憶裝置之間存在著確定的邏輯關(guān)系，一旦出現(xiàn)異常邏輯關(guān)系，必定是控制系統(tǒng)出了故障。因此，我們可以事先編制好一些常見故障的異常邏輯程序加進(jìn)用戶程序中，當(dāng)這種邏輯關(guān)系實(shí)現(xiàn)狀態(tài)為“1”，就必然出現(xiàn)了相應(yīng)的設(shè)備故障，即可將異常邏輯關(guān)系的狀態(tài)輸出作為故障信號(hào)，用來實(shí)現(xiàn)報(bào)警、停機(jī)等控制。例如某工作裝置有X0、Xl兩個(gè)輸入，Y0、Y1、Y2、Y3共4個(gè)輸出，其正常邏輯關(guān)系有以下3種：

其邏輯錯(cuò)誤檢測(cè)程序如圖8所示，M400，M401，M402為合法狀態(tài)標(biāo)志，Y4為報(bào)警、停機(jī)輸出觸點(diǎn)。


圖8  邏輯錯(cuò)誤檢測(cè)程序梯形圖
7  對(duì)常閉觸點(diǎn)的處理
對(duì)于輸入外部控制信號(hào)的常閉觸點(diǎn)，在編制梯形用時(shí)要特別小心，否則可能導(dǎo)致編程錯(cuò)誤。以電動(dòng)機(jī)常用的起動(dòng)和停止控制線路為例，其繼電器控制線路如圖9(a)所示。
當(dāng)停止按鈕SB2(X402)是以常閉觸點(diǎn)接入PLC的輸入端時(shí)，由于在PC內(nèi)部電源作用下輸入繼電器X402線圈已接通，所以需要用圖9(C)所示的梯形圖，否則，電機(jī)不能起動(dòng)。如果SB2是以常開觸點(diǎn)接入X402端，則可用圖9(b)所示的梯形圖。這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)我們一定要注意。


圖9
8  結(jié)束語可編程控制器的程序設(shè)計(jì)技巧還有很多，如對(duì)復(fù)雜電路的等效變換，高速計(jì)數(shù)器和特殊功能指令的使用等。這些設(shè)計(jì)技巧只要我們編程時(shí)注意使用，將會(huì)使我們?cè)O(shè)計(jì)的軟件更加合理、簡(jiǎn)單，且滿足生產(chǎn)機(jī)械的工藝流程要求。當(dāng)然，也只有積累了一定的編程技巧，我們?cè)O(shè)計(jì)程序才會(huì)更加容易、方便、快捷。

8cuo

單按鈕起停好像錯(cuò)了！