起保停電路的編程

摘 要：PLC梯形圖程序，與傳統(tǒng)的繼電控制電路結(jié)構(gòu)類似，直觀明了，易學(xué)易讀，初學(xué)者學(xué)習(xí)PLC編程一般是用基本邏輯指令，用經(jīng)驗(yàn)法處理，但常出現(xiàn)錯(cuò)漏現(xiàn)象及理不清編程思路。經(jīng)驗(yàn)法的出發(fā)點(diǎn)類似起保亭電路方式的梯形圖編程方法，本文以邏輯運(yùn)算的形式介紹起保亭電路方式的梯形圖編程方法，指明邏輯關(guān)系式與梯形圖結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：PLC；梯形圖；起保停；編程

1 概述

PLC控制功能優(yōu)越，應(yīng)用廣泛，特別是在自動(dòng)化生產(chǎn)線領(lǐng)域。PLC的梯形圖程序直觀明了，簡單易學(xué)。

PLC編程，首先是學(xué)起保亭編程方式的梯形圖程序，其基本結(jié)構(gòu)和功能類似繼電控制電路中的長動(dòng)控制電路，圖1示意，包含起動(dòng)、保持（自鎖）、停止的控制功能。按鈕開關(guān)SB2 、SB1分別控制電機(jī)的起動(dòng)、停止，輔助常開KM自鎖，線圈KM為輸出。繼電器的吸合與釋放由其線圈的得電、失電控制。

2 起保亭電路編程方法

初學(xué)者在編程中，常常是不知如何下手及考慮的條件不充分，作者就這一問題提出一些思路。

在繼電控制電路中，繼電器的線圈為輸出，線圈前面的電路為線圈得電的條件，電路的控制關(guān)系可用邏輯表達(dá)式表示。例如，圖1控制電路的邏輯關(guān)系可表示為：

變量Y0、X0、X1、X2分別代表線圈KM、開關(guān)SB2和SB1、熱繼電器FR的狀態(tài)，“1”代表線圈得電、開關(guān)閉合狀態(tài)，“0”代表線圈斷電、開關(guān)斷開狀態(tài)。電路的并聯(lián)結(jié)構(gòu)對應(yīng)邏輯的“或”關(guān)系，符號(hào)為“+”，電路的串聯(lián)結(jié)構(gòu)對應(yīng)邏輯的“與”關(guān)系，符號(hào)為“●”。

為了使PLC梯形圖的結(jié)構(gòu)與繼電控制電路類似，通常在PLC的外部接線中，起動(dòng)、停止的按鈕開關(guān)、熱繼電器輔助開關(guān)、行程開關(guān)都接其常開觸點(diǎn)，這樣圖1電路的PLC控制程序的邏輯關(guān)系式為：

編寫PLC控制系統(tǒng)程序，先分析系統(tǒng)從開始到結(jié)束的整個(gè)流程，列出輸出（Y）和輸入（X），給出Y的邏輯表達(dá)式，根據(jù)邏輯表達(dá)式畫出梯形圖。

例1 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)循環(huán)運(yùn)行控制，要求：1.電動(dòng)機(jī)能正轉(zhuǎn)起動(dòng)和反轉(zhuǎn)起動(dòng)；2.正轉(zhuǎn)起動(dòng)或反轉(zhuǎn)起動(dòng)后，運(yùn)行5秒又自動(dòng)切換到反運(yùn)行向狀態(tài)或正向運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行5秒又自動(dòng)切換，如此循環(huán)運(yùn)行。

分析：根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理，它的正向、反向兩種運(yùn)轉(zhuǎn)模式，可用2個(gè)繼電器控制，一個(gè)控制正轉(zhuǎn)（Y0），另一個(gè)控制反轉(zhuǎn)（Y1），正轉(zhuǎn)起動(dòng)（X0）的正反轉(zhuǎn)時(shí)間可用T0和T1控制，反轉(zhuǎn)起動(dòng)（X1）的正反轉(zhuǎn)時(shí)間可用T2和T3控制，定時(shí)器的梯形圖一般比較固定，按照通常模式寫出即可，電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)要有互鎖保護(hù)功能。依照電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的所有狀態(tài)，列出Y0和Y1為“1”的條件（“+”部分）和為“0”的條件（“●”部分）：

根據(jù)上式可畫出圖2的梯形圖程序。在程序中，定時(shí)器T0、T1、T2、T3是通常的編程模式，T0和T1，T2和T3自動(dòng)切換，類似震蕩電路。由于Y0和Y1設(shè)置了互鎖關(guān)系，當(dāng)常開觸點(diǎn)T1和T2變?yōu)椤?”時(shí)，Y1仍為原來的“1”，經(jīng)運(yùn)算Y0為“0”，當(dāng)執(zhí)行下一掃描周期時(shí)，Y1變?yōu)椤?”，但常開觸點(diǎn)T1和T2已變?yōu)椤?”，經(jīng)運(yùn)算Y0仍為“0”，所以常開觸點(diǎn)T0和T1要用脈沖下降沿的形式，延遲1個(gè)掃描周期，讓Y1變?yōu)椤?”。表1為PLC外部接線的I/O分配表，SB為按鈕開關(guān)，KA為直流24V繼電器，由KA控制380V交流接觸器。

例2 多種液體混合裝置，它的上限位、中限位、下限位由液體位置傳感器檢測，被液體淹沒時(shí)傳感器輸出為ON，電磁閥A、B、C在線圈通電時(shí)打開，斷電時(shí)關(guān)閉。在初始狀態(tài)下，容器是空的，各閥門均關(guān)閉，各傳感器輸出信號(hào)均為OFF?？刂埔螅?.按下起動(dòng)按鈕，閥門A打開，液體A流入容器；2.當(dāng)中夜位傳感器變?yōu)镺N時(shí)閥門A關(guān)閉，閥門B打開，液體B流入容器；3.當(dāng)上限位傳感器變?yōu)镺N時(shí)，閥門B關(guān)閉，電動(dòng)機(jī)開始運(yùn)行，攪拌液體，5s后停止攪拌，閥門C打開，混合液排放；4.當(dāng)液面降到下限位開關(guān)之后再過3S，容器液體排空，閥門C關(guān)閉，閥門A打開，開始下一周期的工作；5.按下停止按鈕，在當(dāng)前工作周期的工作結(jié)束后才停止工作（停在初始狀態(tài)）。

分析：混合裝置的運(yùn)行狀態(tài)可分為初態(tài)、液體A排入（Y0）、液體B排入（Y1）、混合液攪拌（Y2）、液體排放（Y3），各狀態(tài)的轉(zhuǎn)換條件由起動(dòng)按鈕、液位傳感器、時(shí)間來確定，控制的邏輯關(guān)系可表示為：

因?yàn)橐何粋鞲衅髟谝后w到位時(shí)保持有信號(hào)輸出，但起保停電路要求起動(dòng)條件是瞬時(shí)的，所以在梯形圖程序中用信號(hào)的上升沿或下降沿形式，根據(jù)邏輯表達(dá)式可畫出混料裝置的梯形圖程序，如圖3所示。

3 總結(jié)

PLC的起保停編程，第一，分析設(shè)備整個(gè)運(yùn)行過程，分為哪些狀態(tài)，每個(gè)狀態(tài)下PLC有哪些輸出，每個(gè)狀態(tài)產(chǎn)生的條件、維持的條件及消失的條件；第二，分析起動(dòng)條件是“瞬間”存在還是“保持”存在，以及它們對輸出量的影響；第三，可用上升脈沖指令和下降脈沖指令對“保持”存在的條件處理；第三，列出PLC每個(gè)輸出量的“或”、“與”邏輯關(guān)系式；第四，檢查設(shè)備在整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)下PLC每個(gè)輸出量“或”、“與”邏輯關(guān)系式是否完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 阮友德.電氣控制與PLC.北京：人民郵電出版社，2009.

[2] 廖常初.FX系列PLC編程及應(yīng)用（第2版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

[3] 彭小平.電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)（三菱）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

作者簡介

林圃（1968—）男，工學(xué)碩士，海南經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程技術(shù)學(xué)院高級實(shí)驗(yàn)師，長期從事《PLC技術(shù)》課程的理論與實(shí)踐教學(xué)，研究方向主要為PLC技術(shù)應(yīng)用。