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  性原則給梯形圖設(shè)計，或PLC編程增加了約束，但也給進行設(shè)計和編程帶來了入手思路。

    這里介紹的解析編程就是從分析性原則入手的，具體步驟是：

    1)列原始通電表：根據(jù)PLC工作對象的情況，劃分工作節(jié)拍，并確定各個節(jié)拍的輸入與輸出的對應(yīng)關(guān)系，列初始通電表，這個表也稱原始通電表。它僅是設(shè)計要求的“表格化”而已，用它可反映輸出與輸入在各個節(jié)拍的對應(yīng)關(guān)系。

    2)設(shè)計：對原始通電表進檢查，若有相混的節(jié)拍時，用增加內(nèi)部輔助電器的方法加以區(qū)分。然后，再查所加的輔助繼電器工作是否符合原則。若也有相混的，再加、再查，直至全部滿足性原則為止。

    3)列邏輯表達式：根據(jù)通電表列出各輸出繼電器及內(nèi)部輔助繼電器的邏輯表達式。

    4)化簡邏輯式：對邏輯表達式進行化簡，以得到簡式。

    5)畫梯形圖：依簡式畫梯形圖。

①能利用“啟-保-停”中的基本邏輯指令、置位/復(fù)位指令及堆棧指令分別實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)運行。

②能將已學(xué)指令應(yīng)用于燈光控制電路等。

③進一步熟悉PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部接線方法。

三相異步電動機正、反轉(zhuǎn)繼電接觸器控制運行電路如圖2-10所示，KM1為電動機正向運行交流接觸器，KM2為電動機反向運行交流接觸器，SB2為正轉(zhuǎn)啟動按鈕，SB3為反轉(zhuǎn)啟動按鈕，SB1為停止按鈕，FR為熱保護繼電器。當按下SB2時，KM1的線圈通電吸合，KM1主觸點閉合，電動機開始正向運行，同時KM1的輔助常開觸點閉合而使KM1的線圈通電吸合，實現(xiàn)了電動機的正向連續(xù)運行，直到按下停止按鈕SB1；反之，當按下SB3時，KM2的線圈通電吸合，KM2主觸點閉合，電動機開始反向運行，同時KM2的輔助常開觸點閉合而使KM2線圈保持吸合，實現(xiàn)了電動機的反向連續(xù)運行，直到按下停止按鈕SB1；KM1、KM2線圈互鎖確保不同時通電，本任務(wù)研究用PLC實現(xiàn)三相異步電動機的正、反轉(zhuǎn)PLC控制。

一、I/O分配表

由上述控制要求可確定PLC需要3個輸入點，2個輸出點，其I/O分配表見表2-11。

表2-11 電動機正反轉(zhuǎn)I/O分配表

二、硬件接線

PLC的外部硬件接線圖如圖2-23所示。

由圖2-23可知，外部硬件輸出電路中使用KM1、KM2的常閉觸點進行了互鎖。這是因為PLC內(nèi)部軟繼電器互鎖只相差一個掃描周期，來不及響應(yīng)。例如，Y000雖然斷開，可能KM1的觸點還未斷開，在沒有外部硬件互鎖的情況下，KM2的觸點可能接通，引起主電路短路。因此不僅要在梯形圖中加入軟繼電器的互鎖觸點，而且還要在外部硬件輸出電路中進行互鎖，這就是常說的“軟硬件雙重互鎖”。采用雙重互鎖，同時也避免了因接觸器KM1和KM2的主觸點熔焊而引起電動機主電路短路。

三、編程

1．方案一：直接用“啟-保-停”基本電路實現(xiàn)

梯形圖及指令表如圖2-24所示。

此方案通過在正轉(zhuǎn)運行支路中串入X002常閉觸點和Y001的常閉觸點，在反轉(zhuǎn)運行支路中串入X001常閉觸點和Y000的常閉觸點來實現(xiàn)按鈕及接觸器的互鎖。

2．方案二：利用“置位/復(fù)位”基本電路實現(xiàn)

3．方案三：利用棧操作指令實現(xiàn)

四、調(diào)試

①輸入程序。按照前面介紹的程序輸入方法，用計算機或手持編程器輸入程序。

②靜態(tài)調(diào)試。按圖2-23所示的PLC的I/O接線圖正確連接好輸入設(shè)備，進行PLC的模擬靜態(tài)調(diào)試（按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2時，YO亮，按下停止按鈕SB1時，Y0滅；按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3時，Y1亮，按下停止按鈕SB1時，Y1滅；按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2時，Y0亮，按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3時，Y0滅，同時Y1亮，按下停止按鈕SB1時，Y1滅），并通過計算機或手持編程器監(jiān)視，觀察其是否與指示*，否則，檢查并修改程序，直至輸出指示正確。

③動態(tài)調(diào)試。按圖2-23所示的PLC的I/O接線圖正確連接好輸出設(shè)備，進行系統(tǒng)的空載調(diào)試，觀察交流接觸器能否按控制要求動作（按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2時，KM1閉合，按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3時，KM1斷開，同時KM2閉合；按下停止按鈕SB1時，KM2斷開），并通過手持編程器或計算機進行監(jiān)視，觀察其是否與動作*，否則，檢查電路接線或修改程序，直至交流接觸器能按控制要求動作；然后按圖2-10所示的主電路接好電動機，進行帶載動態(tài)調(diào)試。

④完成一個方案的調(diào)試后，再完成另外兩個方案的調(diào)試工作。

 PLC的編程語言有5種，分別是梯形圖、順序功能圖、功能塊圖、指令表和結(jié)構(gòu)文本，其中應(yīng)用多的是梯形圖，PLC的梯形圖如圖1-12所示。實際上，PLC的梯形圖編程沿用了繼電器控制系統(tǒng)的一些思想，較為突出的是PLC的某些編程單元沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但它們不是真實的物理繼電器（即硬繼電器），而是在軟件中使用的編程單元，每一個編程單元與PLC的一個存儲單元相對應(yīng)，也稱為軟繼電器。這些軟繼電器就是PLC的編程元件，這些編程元件在PLC內(nèi)部有的地址。

    圖1-12    PLC的梯形圖

  所有輸入元件（輸入繼電器）及內(nèi)部輔助繼電器、輸出繼電器所處的某種工作狀態(tài)，簡稱邏輯條件。它所對應(yīng)的接點電路輸出應(yīng)該是的。要想用相同的邏輯條件產(chǎn)生不同的輸出，是不可能的，稱接點電路正常工作的原則，是電路正常工作必須遵守的條件。從本質(zhì)上講，這是因為邏輯與接點輸出之間的關(guān)系為組合邏輯函數(shù)關(guān)系，而組合邏輯函數(shù)是單值函數(shù)，一種輸入只對應(yīng)一種輸出。違背這個原則設(shè)計的接點電路，邏輯上是混亂的，稱為邏輯條件相混，其設(shè)計意圖也是不可能實現(xiàn)的。

    梯形圖電路多為時序電路，僅輸出繼電器與輸入繼電器之間的關(guān)系而言，不是對應(yīng)的，這里主要的輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器都有“記憶”的作用，可用本身接點反饋，也可用置位指令，實現(xiàn)這個“記憶”。前面提到，時序電路的工作是按節(jié)拍展開的。內(nèi)部輔助及輸出繼電器若有多個連續(xù)的ON的節(jié)拍，把*個節(jié)拍定義為起動節(jié)拍，其相應(yīng)的動作稱起動；連續(xù)ON后的*個OFF節(jié)拍定義為結(jié)束節(jié)拍，其相應(yīng)的動作稱結(jié)束。有了這個定義，梯形圖電路的原則可表述為：在某種邏輯條件下，所對應(yīng)的內(nèi)部輔助及輸出繼電器的起動、結(jié)束應(yīng)是的。要想在相同的邏輯條件下，使輔助及輸出繼電器在某個節(jié)拍起動（或結(jié)束）是不可能的。這是因為，時序電路“分解”之后，起動與結(jié)束分別也都是組合邏輯函數(shù)，也是單值的，因而也應(yīng)遵循這個原則。

    梯形圖出現(xiàn)相混時，可適當增加內(nèi)部輔助繼電器，以增加反映邏輯條件的變量，并因此把相混分開。從理論上講，每增加一個內(nèi)部輔助繼電器，即可使可區(qū)分的狀態(tài)增加一倍。

    如果把PLC的梯形圖理解為電路，若按輸入與輸出的關(guān)系分，則有組合電路與時序電路兩種，若按輸入的確定性情況分，有確定電路與隨機電路兩種。

    (1)組合電路

    凡是輸出僅與輸入的當前情況有關(guān)，而與輸入的歷史情況無關(guān)的梯形圖，稱為組合電路。其特點是：

    1)無反饋，或不用鎖存（或置位）及計數(shù)指令。

    2)輸出的狀態(tài)僅由輸入元件狀態(tài)的組合直接反映，其結(jié)果是的。

    3)電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換，可以一次實現(xiàn)，沒有中間狀態(tài)的過渡。

    4)所需輸入元件多，但電路簡單可靠。

    (2)時序電路

    凡是輸出不僅與輸入的當前情況有關(guān)，而且還與輸入的歷史狀況有關(guān)的梯形圖，稱為時序電路。較簡單的時序電路，就是帶有自鎖環(huán)節(jié)的起停電路。時序電路的特點是：

    1)反饋：其輸出線圈不僅受輸入信號控制，還直接或間接受自身接點的控制，或是用了計數(shù)或鎖存（或置位）指令，能記住輸入信號已經(jīng)作用過的狀況。

    2)多解：同樣的輸入現(xiàn)況，可以有多種輸出。其間的不同，是由輸入的歷史狀況區(qū)分的。電路的歷史狀況可用計數(shù)器、鎖存器（或置位）記錄，也可用通過自身接點的反饋去做相應(yīng)的記錄。

    3)順序：時序電路的多解的實際取值是由其工作順序確定的。而工作順序又是一個節(jié)拍、一個節(jié)拍展開的。所謂節(jié)拍是指兩次輸入的時間間隔。對PLC而言，輸入僅看成是外端的，內(nèi)部器件間的互相作用或自作用（反饋），可不必與繼電器電路一樣，也看成輸入。它是順序執(zhí)行指令實現(xiàn)控制的，不存在繼電器電路那樣的競爭問題，故不必把節(jié)拍分得很細。

    節(jié)拍也可用輸出變化劃分，即把它定義為兩次輸出變化間的時間間隔。分析時序電路一般要一個節(jié)拍、一個節(jié)拍地分析，設(shè)計時序電路，也要一個節(jié)拍、一個節(jié)拍地考慮。

    時序電路由于記憶的緣故，所需的輸入元件少些。這對于一些難以使用較多的輸入信號的場合，是一個很大的方便。但時序電路相對也比組合電路復(fù)雜些。研究時序，總是假設(shè)：

    ①同一時間僅存在一個輸入。

    ②兩次輸入的間隔足以使PLC執(zhí)行完所有指令。

    多數(shù)的PLC梯形圖是時序電路，而且這兩條假設(shè)，也總是能被滿足的。

    應(yīng)該指出，這里講的時序電路都是異步時序電路，節(jié)拍轉(zhuǎn)換沒有統(tǒng)一的同步脈沖信號進行控制。

    (3)確定電路

    如果控制對象工作過程或順序是確定的，與其對應(yīng)的控制電路即為確定電路。多數(shù)PLC梯形圖為確定電路。

    確定電路的設(shè)計首先要弄清這個確定的過程或順序，然后再依過程的展開或順序的推進情況逐步地設(shè)計。

    確定電路有組合的，也有時序的。不過，時序的更多些，因為既是確定的，把它設(shè)汁成時序的，輸入信號可以減少。

    確定電路可用通電表反映它的工作情況。

    (4)隨機電路

    如果對象的工作過程或順序不是確定的，或是不固定不變的，其對應(yīng)的控制電路即為隨機電路。

    隨機電路也可列通電表，那就要把它所有的可能情況都列出（如能看得清楚，“對稱”的情況也可不列）。隨機電路的設(shè)計過程是分別可能的情況，逐一分析它的工作過程，然后分別作設(shè)計，后在綜合在一起，即為所設(shè)計的電路。

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