河北西門子S7-1200PLC代理經(jīng)銷優(yōu)勢(shì)價(jià)格

PLC的狀態(tài)編程思想

    用梯形圖或指令表方式編程雖然廣為電氣技術(shù)人員接受，但對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，尤其是順序控制程序，由于內(nèi)部的聯(lián)鎖、互動(dòng)關(guān)系極其復(fù)雜，其梯形圖往往長(zhǎng)達(dá)數(shù)百行，通常要由熟練的電氣工程師才能編制出這樣的程序。另外，如果在梯形圖上不加注釋，則這種梯形圖的可讀性也會(huì)大大降低。

    近年來，許多新生產(chǎn)的PLC在梯形圖語(yǔ)言之外還加上了采用IEC標(biāo)準(zhǔn)的SFC (Se-quential Function Chart)語(yǔ)言，用于編制復(fù)雜的順控程序。利用這種*的編程方法，即使是初學(xué)者也很容易編制出復(fù)雜的順控程序。熟練的電氣工程師用了這種方法后也能大大提高工作效率。另外，這種方法也為調(diào)試、試運(yùn)行帶來許多的方便。

    三菱的小型PLC在基本邏輯指令之外增加了兩條簡(jiǎn)單的步進(jìn)順控指令，同時(shí)輔之以大量狀態(tài)元件，就可以用SFC語(yǔ)言的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖方式編程。

    在介紹狀態(tài)編程思想之前，先來討論一個(gè)例子：斗車自動(dòng)往返系統(tǒng)。

    有一小車運(yùn)行過程如圖4.1所示，小車原位處于后端，壓下后限位開關(guān)，當(dāng)合上啟動(dòng)開關(guān)時(shí)，小車前進(jìn)，當(dāng)運(yùn)行至壓下前限位開關(guān)后，打開翻斗門，延時(shí)8s后小車向后運(yùn)行，到后端時(shí)壓下后限位開關(guān)，打開小車底門(停6s)，完成一次動(dòng)作。假設(shè)斗車工作一個(gè)周期后，不會(huì)自行啟動(dòng)。其梯形圖如圖4.2所示。

    從圖4.2中可以看到，梯形圖達(dá)到了控制要求。但顯而易見的是，使用經(jīng)驗(yàn)法及基本指令編制的程序存在以下一些問題。

    1)工藝動(dòng)作表達(dá)繁瑣。

    2)梯形圖涉及的聯(lián)鎖關(guān)系較復(fù)雜，處理起來較麻煩。

    3)梯形圖可讀性差，很難從梯形圖看出具體控制工藝過程。

    為此，人們一直尋求一種易于構(gòu)思，易于理解的圖形程序設(shè)計(jì)工具。它應(yīng)有流程圖的直觀，又有利于復(fù)雜控制邏輯關(guān)系的分解與綜合。這種圖就是狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。為了說明狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，現(xiàn)將斗車的各個(gè)工作步驟用工序表示，并依工作順序?qū)⒐ば蜻B接成

    從圖4.3中可以看到，該圖有以下特點(diǎn)。

    1)將復(fù)雜的任務(wù)或過程分解成若干個(gè)工序（狀態(tài)）。無(wú)論多么復(fù)雜的過程均能分化為小的工序，有利于程序的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。

    2)相對(duì)某一個(gè)具體的工序來說，控制任務(wù)實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化。給局部程序的編制帶來了方便。

    3)整體程序是局部程序的綜合，只要弄清各工序成立的條件、工序轉(zhuǎn)移的條件和轉(zhuǎn)移的方向，就可以進(jìn)行這類圖形的設(shè)計(jì)。

    4)這種圖可讀性很強(qiáng)，能清晰地反映全部控制工藝過程。

    將圖4.3中的“工序”更換為“狀態(tài)”，就得到了狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖——狀態(tài)編程法的重要工具。狀態(tài)編程的一般思想為：將一個(gè)復(fù)雜的控制過程分解為若干個(gè)工作狀態(tài)，弄清各狀態(tài)的工作細(xì)節(jié)（狀態(tài)的功能、轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方向），再依據(jù)總的控制順序要求，將這些狀態(tài)聯(lián)系起來，形成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，進(jìn)而編繪梯形圖程序。

    (1)三相異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)控制：互鎖環(huán)節(jié)與啟一保一停電路單元

    三相異步電機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路如圖3. 21所示。當(dāng)按鈕SB3被按下時(shí)，X0接通，Y0置1，這時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)連續(xù)運(yùn)行。需要停車時(shí)，按下停車按鈕SB1，串聯(lián)于Y0線圈回路中的X2的常閉觸點(diǎn)斷開，Y0置0，電機(jī)失電停車。當(dāng)按鈕SB2被按下時(shí)，X1接通，Y1置1，這時(shí)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)連續(xù)運(yùn)行。需要停車時(shí)，按下停車按鈕SB1，串聯(lián)于Y1線圈回路中的X2的常閉觸點(diǎn)斷開，Y1置0，電機(jī)失電停車。

    梯形圖3.21 (b)線框內(nèi)稱為啟-保-停電路。這個(gè)名稱主要來源于圖中的自保持觸點(diǎn)Y0并聯(lián)。

    在X0常開觸點(diǎn)上的Y0常開觸點(diǎn)的作用是當(dāng)按鈕SB2松開，輸入繼電器X0斷開時(shí)，線圈Y0仍然能保持接通狀態(tài)。工程中把這個(gè)觸點(diǎn)叫做“自保持觸點(diǎn)”。啟-保-停電路是梯形圖中典型的單元，它包含了梯形圖程序的全部要素。它們是：

    1)事件。每一個(gè)梯形圖支路都針對(duì)一個(gè)事件。事件用輸出線圈（或功能框）表示，本例中為Y0或Y1。

    2)事件發(fā)生的條件。梯形圖支路中除了線圈外還有觸點(diǎn)的組合，使線圈置1的條件即是事件發(fā)生的條件，本例中為正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕X0置1或者反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕X1置1。

    3)事件得以延續(xù)的條件。觸點(diǎn)組合中使線圈置l得以持久的條件。本例中為與X0并聯(lián)的Y0的自保持觸點(diǎn)以及與X1并聯(lián)的Y1的自保持觸點(diǎn)。

    4)使事件終止的條件。觸點(diǎn)組合中使線圈置l中斷的條件。本例中為所有的常閉觸點(diǎn)斷開。

    圖3.21    三相異步電機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路

    如果希望實(shí)現(xiàn)三相異步電機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)，需一個(gè)反轉(zhuǎn)控制按鈕和一只反轉(zhuǎn)接觸器。PLC的端子分配及梯形圖如圖3.21所示。它的梯形圖設(shè)計(jì)可以這樣考慮，選兩套啟保一停電路，一個(gè)用于正轉(zhuǎn)（通過Y0驅(qū)動(dòng)正轉(zhuǎn)接觸器KM1），一個(gè)用于反轉(zhuǎn)（通過Y1驅(qū)動(dòng)反轉(zhuǎn)接觸器KM2）。考慮正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)兩個(gè)接觸器不能同時(shí)接通，在兩個(gè)接觸器的驅(qū)動(dòng)回路中分別串人另一個(gè)接觸器驅(qū)動(dòng)器件的常閉觸點(diǎn)（如：Y0回路串入Y1的常閉觸點(diǎn)）。這樣當(dāng)代表某個(gè)轉(zhuǎn)向的驅(qū)動(dòng)元件接通時(shí)，代表另一個(gè)轉(zhuǎn)向的驅(qū)動(dòng)元件就不可能同時(shí)接通了。這種兩個(gè)線圈回路中互串對(duì)方常閉觸點(diǎn)的電路結(jié)構(gòu)形式叫做“互鎖”。這個(gè)例子的提示是：在多輸出的梯形圖中，要考慮多輸出間的相互制約（多輸出時(shí)這種制約稱為聯(lián)鎖）。

    (2)兩臺(tái)電機(jī)分時(shí)啟動(dòng)的電路：基本延時(shí)環(huán)節(jié)

    兩臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)啟動(dòng)10s后第二臺(tái)啟動(dòng)，共同運(yùn)行后一同停止。欲實(shí)現(xiàn)這一功能，給兩臺(tái)電機(jī)供電的兩只交流接觸器要占用PLC的兩個(gè)輸出口。由于是兩臺(tái)電機(jī)聯(lián)合啟停，僅選一只啟動(dòng)按鈕和一只停止按鈕就夠了，但延時(shí)功能需一只定時(shí)器。梯形圖的設(shè)計(jì)可以依以下順序，先繪兩臺(tái)電機(jī)獨(dú)立的啟一保停電路，*臺(tái)電機(jī)使用啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)，第二臺(tái)電機(jī)使用定時(shí)器的常開觸點(diǎn)啟動(dòng)，兩臺(tái)電機(jī)均使用同一停止按鈕，然后再解決定時(shí)器的工作問題。由于*臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)10s后第二臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)，*臺(tái)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是10s的計(jì)時(shí)起點(diǎn)，因而將定時(shí)器的線圈并接在*臺(tái)電機(jī)的輸出線圈上。

    定時(shí)器的計(jì)時(shí)時(shí)間都有一個(gè)大值，如100ms的定時(shí)器大計(jì)時(shí)時(shí)間為3276. 7s。如工程中所需的延時(shí)時(shí)間大于這個(gè)數(shù)值怎么辦，一個(gè)較簡(jiǎn)單的方法是采用定時(shí)器接力方式，即先啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)，用*只定時(shí)器的常開觸點(diǎn)啟動(dòng)第二只定時(shí)器，再使用第二只定時(shí)器啟動(dòng)第三只……記住使用后一只定時(shí)器的觸點(diǎn)去控制終的控制對(duì)象就可以了。

    除了利用多定時(shí)器的計(jì)時(shí)時(shí)間相加獲得長(zhǎng)延時(shí)間外，還可以利用計(jì)數(shù)器配合定時(shí)器獲得長(zhǎng)延時(shí)，如圖3. 23所示。圖中常開觸點(diǎn)X1是這個(gè)電路的工作條件，當(dāng)X1保持接通時(shí)電路工作。在定時(shí)器T1的線圈回路中接有定時(shí)器T1的常閉觸點(diǎn)，它使得定時(shí)器T1每隔10s接通一次，接通時(shí)間為一個(gè)掃描周期。定時(shí)器T1的每一次接通都使計(jì)數(shù)器C1計(jì)一個(gè)數(shù)。而當(dāng)計(jì)到計(jì)數(shù)器的設(shè)定值并使其工作對(duì)象Y0接通，從X1接通為始點(diǎn)的延時(shí)時(shí)間為定時(shí)器的設(shè)定值×計(jì)數(shù)器的設(shè)定值。X2為計(jì)數(shù)器C1的復(fù)位條件。

    (3)定時(shí)器構(gòu)成的振蕩電路

    圖3. 23中定時(shí)器TI的工作實(shí)質(zhì)是構(gòu)成一種振蕩電路，產(chǎn)生時(shí)間間隔為定時(shí)器的設(shè)定值，脈沖寬度為一個(gè)掃描周期的方波脈沖。上例中這個(gè)脈沖序列用作了計(jì)數(shù)器C1的計(jì)數(shù)脈沖。在PLC工程問題中，這種脈沖還可以用于移位寄存器的移位脈沖及其他場(chǎng)合中。

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