【PLC编程器开关逻辑量控制程序的设计方法浅述】 PLC编程器

时间：2019-02-03 05:34:06 来源：千叶帆本文已影响人

　　摘要：通过举例，介绍了四种程序设计方法，并指出了每种方法的特点与应用。　　关键词：PLC编程器；功能图；梯形图；逻辑代数；设计法　　　　一、引　言
　　
　　PLC编程器外部接线简单方便，它的控制主要是程序的设计。中职和高职教学中涉及较多的则是开关逻辑量的控制，而有一些学生对PLC的编程方法没有一个系统的认识，致使编程困难，甚至于感觉到无从下手。针对这一情况，本文以三菱FX2N编程器为例对方法作一个浅述。开关量的逻辑控制的程序设计常用的有四类方法：经验设计法，逻辑设计法，顺序控制设计法和功能模块设计法。经验设计法无规律可循，只能用来设计一些简单的程序，对此法就不作讨论了。我们就后三类方法作一个简单的阐述。
　　
　　二、开关逻辑量控制程序的设计方法
　　
　　(一)逻辑设计法
　　1.基本方法
　　以逻辑组合的方法和形式设计电气控制系统，在逻辑函数表达式与梯形图之间建立一种一一对应关系，即梯形图中常开触点(元件)用原变量表示，常闭触点用反变量(元件上加一小横线)表示。触点(变量)和线圈(函数)只有两个取值“1”与“O”，1表示触点接通或线圈有电，O表示触点断开或线圈无电。触点串联用逻辑与表示，触点并联用逻辑或表示，其他复杂的触点组合用逻辑表示。
　　2.设计步骤
　　通过分析控制要求，明确控制任务和控制内容；确定PLC软元件(输入信号、输出信号、辅助继电器M和定时器)，画出PLC的外部接线图；将控制任务、要求转换为逻辑函数(线圈)和逻辑变量(触点)，分析触点与线圈的逻辑关系，列出真值表(当线圈函数为l时，必须使哪些触点变量为1，当线圈函数为O时，必须使哪些触点变量为o)；写出逻辑函数表达式(将真值表中线圈函数为1的触点变量的逻辑式与上线圈函数为0的各触点变量的反变量，即为线圈函数的逻辑表达式)；根据逻辑函数表示式画出梯形图；优化梯形图(可以采用辅助继电器和主控指令进行优化)。
　　3.特点与应用
　　逻辑设计方法既有严密可循的规律性，明确可行的设计步骤，又具有简便、直观和十分规范的特点。此种方法适用于无序(即随机)电气控制电路。
　　
　　(二)顺序控制设计法
　　1.设计思路
　　顺序控制设计法也叫功能表图设计法，功能表图是一种用来描述顺序控制系统的控制过程功能、特性的图形。功能表图的设计是是顺序控制程序设计的核心，功能表图的正确性将关系到转换后梯形图的正确性和电路功能的实现，同一个功能表图可以用不同的梯形图和指令来实现，下面介绍四种编制梯形图的方式，它们分别是：基本指令编程方式、置位／复位编程方式、移位寄存器编程方式和步进梯形指令编程方式。本文以三菱公司F1系列PLC为例说明实现以上四种编梯形图的方式。
　　例题：某组合机床液压工作台的自动工作过程如图所示，工作台在原位时压下行程开关SQl，当按下起动按钮SBl后，工作台快进；碰到行程开关S02后转为工进；碰到行程开关SQ3后工作台快退；当碰到行程开关sQl后工作台回原位停止。其液压阀的电磁铁动作表如图所示，要求用功能表图来编制程序实现工作台的工作循环。
　　2.由功能图编制梯形图
　　(1)基本指令的编程方式
　　利用这种编程方式画梯形图时，有两个步骤：画出控制每一步激活的电路(将前一步的辅助继电器常开触点和转换条件串联作为激活下一步的条件、将下一步的辅助继电器常闭触点串入前上步的激活电路中，当下一步被激活时切断前一步的辅助继电器线圈，使其变为不活动步)；每一步对应的辅助继电器控制相应的动作。功能表图中原位、快进、工进、快退四步分别用辅助继电器M0、M1、M2、M3表示。这种编程方法只有常开触点、常闭触点及输出线圈组成，通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的PLC改造过程中应用较多。
　　(2)使用置位／复位指令的编程方式
　　在以置位复位指令的编程方式中，将前一步的辅助继电器常开触点和转换条件串联作为激活下一步的条件、若两个条件同时满足，该电路就接通，此时应完成两个操作，即将转移的后续步变为活动步(用SET指令将Mi置位)和将该转移的前级步变为不活动步(用SET指令将Mi－1复位)，这种编程方法与实现转移的基本规则之间有着严格的对应关系，所以，又叫作以转移为中心的编程方法。对简单顺序控制系统也可直接对输出继电器置位或复位。用它编制复杂的顺序功能图的梯形图时，更能显示出它的优越性，一般多用于自动控制系统中手动控制程序的编程。
　　(3)使用移位寄存器的编程方式
　　移位寄存器具有保持顺序状态和通过相关继电器触点去控制输出的能力。主要应用在物品分类、小型机械手、注塑成型机、彩灯等单一顺序控制电路中。使用移位寄存器的编程过程如下：
　　1)移位寄存器的位数至少要与过程的步数或状态数一样多。
　　2)必须采用一个逻辑电路，使得在系统的初始状态时，移位寄存器的输入端为逻辑“1”，而在其它时刻为逻辑“0”(对单一顺序控制系统，该电路可由表示系统初始位置的逻辑条件“与”所有状态的“非”来表不。
　　3)这个逻辑“1”，一位一位地在移位寄存器中移动，每移动一位表明开启下状态，关闭前状态。
　　4)移位动作由移位信号控制，一般是由每个状态的转移主令信号提供。在移位寄存器中，一般采用上一状态的标志(MO、M1、…)“与”当前要进入状态的主令信号(XO、X1、…)，来作为移位信号因而有：SFT＝MOXO＋M1XI＋M2X2＋……
　　5)当一个循环完成后，要对移位寄存器清零，通过对RST端编程来实现。常用最后一个状态对应移位寄存器的相应位和完成信号来作为RST信号。当最后状态完成，则对移位寄存器自动复位。另外，有的还程序还配有手动复位。
　　用以上这三种方法编程时要注意的是要避免双线圈输出现象，则要将其合并，合并的办法是将驱动同一线圈前面的触点并联。
　　(4)使用步进梯形指令的编程方式
　　步进梯形指令是专门为顺序控制设计提供的指令，在编制顺序控制程序时应与步进指令一起使用，而且状态寄存器必须用置位指令SET置位，这样才具有控制功能，状态寄存器s才能提供STL触点。在步进梯形图中不同的步进段允许有双重输出，即允许有重号的负载输出，在步进触点结束时要用RET指令使后面的程序返回原母线。把例3功能表图中原位、快进、工进、快退四步分别用状态继电器S0、s1、S2、S3代替，代替以后使用步进梯形指令编程。这种编程方法能提高设计效率，程序的调试、修改和阅读也很容易，使用方便，程序也较短，在顺序控制设计中应优先考虑，该法在工业自动化控制中应用较多。
　　根据以上所叙述的方法大家应该能画出对应的梯形图，有兴趣的同学就自己去画梯形图。
　　(三)功能模块设计法
　　根据模块化设计思想，可对系统按控制功能进行模块划分，依次对各控制的功能模块设计梯形图。在设计中要注意模块之间的互相影响时、时序关系，以及联锁指令的使用条件。同一种控制功能可有不同的软件实现方法，应根据具体情况采用简单实用的方案，并应充分利用不同机型所提供的编程指令，使程序尽量简洁。
　　
　　三、结束语
　　
　　本文简单介绍了PLC编程器开关逻辑量控制程序的设计方法，除此之外，还有其他一些方法，如转换法。在系统设计中对不同的环节，可根据具体情况，采用不同的设计方法。通常在全局上采用程序流程图及功能模块方法设计；在旧设备改造中，采用转换法、经验法设计；在局部或具体功能的程序设计上，采用逻辑代数法和经验法。总之，只要我们在学习过程注意编程方法的总结和归类并多设计PLC程序，就能很快地掌握PLC的编程技巧。

相关热词搜索：控制程序，逻辑，开关，编程器，

【PLC编程器开关逻辑量控制程序的设计方法浅述】 PLC编程器

热门文章