巧用真值表法編寫PLC時(shí)序控制程序

王學(xué)軍,陸青玲（山西臨汾高級(jí)技工學(xué)校,山西　臨汾　041000）

巧用真值表法編寫PLC時(shí)序控制程序

王學(xué)軍,陸青玲
（山西臨汾高級(jí)技工學(xué)校,山西臨汾041000）

摘要：本文以按一定時(shí)間循環(huán)控制的小項(xiàng)目為例，介紹了一種試用于中高職學(xué)生及廣大初中級(jí)電工自學(xué)者，并且應(yīng)用較為廣泛的PLC時(shí)序控制梯形圖的真值表編制設(shè)計(jì)技巧。

關(guān)鍵詞：時(shí)序控制;真值表;定時(shí)器接力棒輸出法;定時(shí)器連續(xù)輸出累積計(jì)時(shí)法

1　前　言

中高職維修電工專業(yè)的課程設(shè)置中《ΡLC基礎(chǔ)與實(shí)訓(xùn)》是理論和實(shí)踐性很強(qiáng)的一門課程，對(duì)于基礎(chǔ)薄弱的中職學(xué)生及一些渴望自學(xué)成才的初中級(jí)電工而言，非常感興趣，但是編程卻沒(méi)有好的思路和方法。ΡLC梯形圖的設(shè)計(jì)方法有很多，如經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、繼電接觸器電路圖轉(zhuǎn)化法、邏輯設(shè)計(jì)法、波形圖設(shè)計(jì)法等等。在ΡLC入門初期，在教師講授并演示了繼電接觸器電路圖的轉(zhuǎn)化法后，大多數(shù)的學(xué)生都能夠很好地加以應(yīng)用，但是到了定時(shí)器的學(xué)習(xí)，一些需要按一定時(shí)序要求循環(huán)工作的項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，學(xué)生們一片茫然不知道如何下手。筆者嘗試了邏輯設(shè)計(jì)法、波形圖設(shè)計(jì)法進(jìn)行講授，但是邏輯設(shè)計(jì)法的理論基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)，編程者需要根據(jù)控制要求，利用“與”、“或”、“非”3種基本運(yùn)算關(guān)系，寫出邏輯表達(dá)式，最后化成梯形圖。波形圖設(shè)計(jì)法則需要學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，畫出觸點(diǎn)線圈的動(dòng)作時(shí)序圖，然后利用時(shí)序圖，寫出邏輯表達(dá)式，最后化成梯形圖。這兩種方法對(duì)大學(xué)生而言容易接受，但是在中職課堂里，只有少數(shù)資質(zhì)好的同學(xué)可以靈活應(yīng)用，而大多數(shù)同學(xué)，還是不得其道。為此，筆者借簽了很多經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一套行之有效的真值表編程方法使很多同學(xué)如醍醐灌頂豁然開朗。

2　真值表編程方法與步驟

可編程序控制器(ΡLC)的時(shí)序控制程序，是指能夠?qū)崿F(xiàn)ΡLC各輸出端信號(hào)的狀態(tài)在時(shí)間上按一定的順序要求進(jìn)行變化的用戶程序。通常，對(duì)于時(shí)序控制系統(tǒng)，用戶通過(guò)分析各輸出狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)刻和相應(yīng)的條件，依據(jù)輸出與輸入的時(shí)序邏輯關(guān)系，采用多個(gè)定時(shí)器，來(lái)編制相應(yīng)的ΡLC時(shí)序控制程序。由于程序中使用了較多的定時(shí)器，涉及到多個(gè)定時(shí)器的啟動(dòng)信號(hào)、時(shí)間設(shè)定、觸點(diǎn)動(dòng)作方式等諸多因素，因此這種時(shí)序控制程序往往存在著邏輯關(guān)系復(fù)雜、程序過(guò)長(zhǎng)、不易讀懂、調(diào)試麻煩等問(wèn)題。

真值表法是在波形圖法基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)，以繪制隨時(shí)序變化的真值表為基礎(chǔ)，利用編程規(guī)律，實(shí)現(xiàn)ΡLC程序設(shè)計(jì)的一種方法。適用于按時(shí)序控制的程序的編寫，當(dāng)系統(tǒng)復(fù)雜時(shí)，也可將其動(dòng)作分解，其局部也可采用這種方法。

其主要步驟有：

（1）明確控制任務(wù)和要求，作I/O地址分配。

（2）確定啟停信號(hào)，及所需要的中間記憶元件。

（3）明確準(zhǔn)確的時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系，畫出真值表時(shí)間軸。理清各時(shí)間段輸出信號(hào)狀態(tài)，做真值表。

（4）根據(jù)真值表，編寫梯形圖。（主要編寫梯形圖的方法在實(shí)例中說(shuō)明）。

（5）加入必要的聯(lián)鎖，并進(jìn)行調(diào)試。

下面將以一個(gè)實(shí)際的案例來(lái)說(shuō)明這種編程方法的巧妙之處。

3　真值表編程方法實(shí)例

某指示燈控制要求如下（這里主要說(shuō)明編程方法，因此本控制要求主要是為了說(shuō)明編程方法，沒(méi)有實(shí)際的意義）。

在啟動(dòng)信號(hào)發(fā)出后，有指示燈HL1燈亮，HL3按1S頻率閃爍，5S后，兩燈熄滅，HL2燈亮，3S后HL1燈亮，HL2燈不熄滅，2S后兩燈熄滅，HL3燈亮，3S后，HL3燈繼續(xù)亮同時(shí)HL2燈亮，2S后開始指示燈HL1燈亮，HL3按1S頻率閃爍……如此循環(huán)，直至停止信號(hào)來(lái)臨全部熄滅。

具體步驟與方法如下：

（1）明確I/O地址

輸入地址：?jiǎn)?dòng)SB1，地址X0。停止SB2，地址X1。

輸出地址：指示燈HL1，地址Y1。燈HL2，地址Y2。燈HL3，地址Y3。

（2）真值表的繪制。

1）畫真值表：根據(jù)控制要求，我們可以認(rèn)為這種控制分為HL1、HL2燈閃時(shí)間段、HL2燈亮?xí)r間段、HL2、HL1燈亮?xí)r間段、HL3燈亮?xí)r間段及HL2、3燈亮五個(gè)時(shí)間段。因此需要設(shè)定五個(gè)定時(shí)器，分別為T1、T2、T3、T4、T5五個(gè)通用形定時(shí)器。同時(shí)可以看出來(lái)本案例中共有3個(gè)燈，因此輸出地址有3個(gè)。由此畫出6列4行表格（由于本控制需要循環(huán)，在表上特別畫出箭頭指出，同時(shí)在表下標(biāo)各時(shí)間段的動(dòng)作時(shí)長(zhǎng)。），表中首列的開始是在啟動(dòng)信號(hào)到來(lái)后，所以在T1外標(biāo)注記憶啟動(dòng)信號(hào)的中間繼電器M0；2）真值表的填寫：真值表就是根據(jù)控制要求，列出輸出元件的變量表。ΡLC控制的執(zhí)行元件，其狀態(tài)主要是得電、失電或按一定頻率反復(fù)工得失電。因此，我們用“1”表示輸出元件得電，用“0”表示輸出元件失電，用“1*”表示輸出元件往復(fù)的得電和失電。根據(jù)本案例的控制要求，我們將各輸出信號(hào)的得失電情況寫入表中，如圖1所示。

圖1　按時(shí)序控制真值表

（3）程序的編寫：為了使程序更加的條理分明，便于初學(xué)者掌握和理解，我們將程序分成三大部分：?jiǎn)⒈Ｍ３绦虿糠?、時(shí)序循環(huán)程序部分、輸出元件程序部分。1）啟保停程序的設(shè)計(jì)：當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)發(fā)出后，開始之后的循環(huán)工作，直到按下停止按鈕時(shí)停止輸出，因此，第一步是設(shè)定一個(gè)記憶元件中間繼電器M0。即：0LDX01ORM02ANIX1 3OUTM0；2）時(shí)序的循環(huán)設(shè)計(jì)：此定時(shí)器的工作分為兩種設(shè)計(jì)的方法，即接力棒記時(shí)法，定時(shí)器連續(xù)輸出并累積計(jì)時(shí)法。接力棒記時(shí)法，是在每個(gè)定時(shí)器時(shí)間到后，其常開點(diǎn)觸發(fā)另一個(gè)定時(shí)器開始記時(shí)，定時(shí)器的時(shí)間設(shè)定值即K值的設(shè)定為各段工作的實(shí)際時(shí)間。為了能達(dá)到循環(huán)記時(shí)，在T1線圈的線路中串入T5的常閉。以保證當(dāng)T5時(shí)間到，常閉分?jǐn)?，各定時(shí)器計(jì)時(shí)歸零，重新計(jì)時(shí)。累積計(jì)時(shí)法，則是在啟動(dòng)開始，所有的定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，其K值設(shè)定為其從啟動(dòng)到該段的時(shí)間和。同樣也為了做到循環(huán)控制，在總支路上加設(shè)T5的常閉。兩種方法的編寫如圖2所示（注兩種方法都需要啟動(dòng)計(jì)時(shí)的信號(hào)，因此要串入M0的常開點(diǎn)）.4）編寫輸出元件程序：如何編寫輸出元件的程序，掌握規(guī)律，簡(jiǎn)單易行。編程竅門找1。方法如下：理清楚表中各輸出元件的得電和失電條件，來(lái)編寫梯形圖，如上圖中的真值表中對(duì)于Y0來(lái)說(shuō)，表中Y1第一個(gè)得1的條件是M0得電，T1時(shí)間到變?yōu)?，因此Y0輸出的一條支路中串了T1的常開，T2的常閉，而第二個(gè)為1是在T2時(shí)間到，T3時(shí)間到時(shí)則變?yōu)榱悖虼?，第二條支路中，串接T2的常開，T3的常閉。最后得出其程序圖3中所示。注切不可把所有得1的條件并接，把變0的條件串接。如果在真值表中出現(xiàn)了連續(xù)多個(gè)1，只需要關(guān)注第一個(gè)1的得電條件，和最后一個(gè)1變0的條件，使得電串常開，使失電串常閉。如真值表中Y2的程序的編寫見圖3。當(dāng)出現(xiàn)個(gè)別輸出出現(xiàn)閃爍或往復(fù)得電時(shí)，如Y2，則需要先建立一個(gè)按要求往復(fù)得電的脈沖信號(hào)記憶的中間繼電器，如果是按10ms、100ms、1S、1min脈沖振蕩，也可直接利用特殊的中間繼電器M8011～M8014。然后分析Y2，其閃爍的條件是M0，停止閃爍的條件是T1，因此建立一條支路，串入M0的常開，T1的常閉和脈沖信號(hào)的常開。而Y2另外得1的條件是T3，失電的條件是T4，因此再輸入一條支路，串入T2常開，T4的常閉。如圖3中的Y3程序的編寫。根據(jù)這樣的方法不難得出，本小案例中的輸出元件的程序?yàn)?。?）程序匯總并寫入。將三段程序輸入并調(diào)試。

圖2　累計(jì)計(jì)時(shí)法（左）　　　接力棒計(jì)時(shí)法（右）

圖3

以上是筆者對(duì)真值表編程方法的一點(diǎn)匯總，希望能初學(xué)者能有幫助，如有考慮不周的地方，望能拋磚引玉。

參考資料：

[1]鄭鳳翼.圖解西門子S7-200系列PLC入門[S].電子工業(yè)出版社.

[2]阮友德.電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)教程[S].人民郵電出版社.