PLC控制起停技术巧设

【摘要】可编程序控制器(PLC)以其高可靠性和先进性已广泛应用于工业生产过程和装置的自动控制中。根据PLC控制系统的特点，本文以松下电工FP0系列PLC为例介绍了多种单按钮起停控制的PLC编程技术设计，电路控制简单，故障排除便捷，具有较高的实用价值。

【关键词】PLC；编程技术；梯形图；指令

一、可编程控制器PLC的特点及其发展历程

PLC编程逻辑控制器，是一种数字运算操作的电子系统，专为待定工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，定时计数与算术操作等面向用户的指令．并通过数字或模拟式输入，输出控制各种类型的机械或生产过程。包括输入中央处理器模块、输出模块、通讯模块等，输入模块就好比人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等，收集外部信息的感官．工业过程中输入模块就是不停的采集一些需要的状态各种物理信号、位置型号等．称之为收集系统条件信号。CPU内是保存着我们写的完成特殊任务的程序，一直不停地循环运行，运行程序中就包含输入模块的信号作为条件，而以这些条件结合程序就会有结果出来，这些结果就会通过输出模块输出信号控制现场的设备动作，或者在上位机画面上显示数据等。由于可编程控制器可靠性高、控制能力强，可以方便灵活地改变生产程序，所以在工业自动化控制中有出较大的优越性从控制功能上看．可编程序控制器的发展经历了四个阶段第一阶段：从第一台可编程序控制器问世到20世纪70年代中期，是其初创阶段。这一阶段的产品主要用于计时、计数运算和逻辑运算，CPU是由中小规模的数字集成电路组成的，其控制功能较简单；第二阶段：从20世纪70年代中期到末期，是其扩展阶段。产品的主要控制功能在这个阶段得到了较大的发展．一是从可编程序控制器发展而来的控制器，主要功能除了逻辑运算以外还扩展了其他运算功能，二是从模拟仪表发展而来的控制器，其在模拟运算的主要功能外还扩展了逻辑运算功能，因此，前者被称为可编程序逻辑控制器(PLC)，后者被称为单回路或多回路控制器。这一阶段的产品有西门子公司的SYMATICS3系列，富士电机公司的sC系列等产品；第三阶段：从2O世纪70年代末期到8O年代中期，这个阶段是PLC通信功能实现阶段，与计算机通信的发展相联系，PLC初步形成了分布式的通信网络体系，但是由于制造企业各自为政，通信系统自成系统，各产品的互相通信还是较困难；第四阶段：自20世纪80年代中期以后．是PLC的开放阶段。由于提出了开放系统，PLC得到了较大发展。通信系统开放后，各制造企业的产品可以自由通信，通信协议标准化使用户得到了好处，因此，产品规模不断增大，通信功能不断完善，大中型的产品多数有CRT屏幕的显示功能，通信功能的改善也使产品的扩展变得更加方便，此外，在这一阶段还采用了标准的软件系统，增加了高级编程语言等，这一阶段的产品有AB公司的PLC-5、西门子公司的SYMATICS5和S7系列等。

二、单按钮控制起停技术巧设

在PLC控制系统设计中，常常碰到负载的起动与停止控制，通常的做法是采用两只按钮作为外部起动与停止控制的输入器件，在PLC中与两只按钮相对应的输入点数也有两个，PLC的外部接线如图2-1所示，按钮SB1（X0）作为起动控制，按钮SB2（X1）作为停止控制，这样虽然可以达到控制目的，但需要的按钮和连接导线较多，PLC的输入点数也较多。但在实际工作中，可以充分利用PLC内部多功能化的特点，采用单个按钮控制负载的起动与停止，进行改进后的PLC外部接线如图2-2所示，用SB替代SB1和SB2的功能，用X0替代X0和X1的功能，电路的实际接线就大大简化，这样做不仅节省了硬件成本，而且还大大减少了由于按钮多而可能引起的故障.使电路更加经济合理、安全可靠，控制方便简单，具有很高的实用价值。笔者根据实际的工作经验和研究成果，以松下电工FP0系列PLC为例介绍几种单按钮起停控制的PLC编程技术。

1.采用上升沿微分指令的编程技术

采用上升沿微分指令编程的梯形图程序，如图2-3所示，控制过程如下：

当第一次按下SB时，X0接通，使R0的线圈接通一个扫描周期，其常开触点闭合，Y0的线圈接通并自锁，启动外部负载工作运行；同时，Y0的对常开触点闭合，为R1的线圈接通做准备；当第2次按下按钮SB时，X0接通，R0再次接通一个扫描周期，R1的线圈被接通，R1的常闭触点分断，Y0的线圈断开，外部负载停止工作。反复按下SB，将会重复上述控制过程。

2.采用置位/复位指令的编程技术

采用置位/复位指令编程的梯形图程序，如图2-4所示，控制过程如下：

当按下SB时，X0接通，R0的线圈接通一个扫描周期，其常开触点闭合，R2置位（闭合）且保持，R2的一对常开触点闭合，Y0的线圈接通，启动外部负载工作运行；同时，R2的另一对常开接点闭合，为R1的线圈接通做准备；当再次按下SB时，X0接通，使R0的线圈再次接通一个扫描周期，R1的线圈接通，R1的常开接点闭合，R2复位（断开）且保持，Y0的线圈断开，外部负载停止工作运行。之后依次按下SB的工作情形与上述相同。

3.采用计数器指令的编程技术

采用计数器指令编程的梯形图程序，如图2-5所示，控制过程如下：

第一次按下SB时，X0接通一个扫描周期，CT100计数1次，Y0的线圈接通并自锁；第二次按下SB时，X0再次接通一个扫描周期，CT100再计数1次，累计计数2次，则C100常闭触点断开，Y0的线圈断开，且C100常开触点闭合使CT100复位，为下一次计数作好准备。然后又开始新一轮的循环。

4.采用定时器指令的编程技术

采用定时器指令编程的梯形图程序如图2-6所示。控制过程如下：

定时器TMR0的设定值为1，定时时间为0.01s(设定值值尽可能小，以防止启动后出现异常情况时，便于立即停车）。当按下SB时，X0接通一个扫描周期，Y0的线圈被置位接通。Y0的常开触点使定时器TMR0定时0.01s后启动，其常闭触点断开，而常开触点闭合，为Y0的复位做准备；当再次按下SB时，X0又接通一个扫描周期，由于X0和TMR0的常开触点都接通，Y0复位，Y0的线圈断开。如此循环往复。

5.采用保持指令的编程技术

采用保持指令编程的梯形图程序，如图2-7所示，控制过程如下：

当按下SB时，X0接通，R0的线圈接通一个扫描周期，置位触发信号R0的常开触点闭合，使KP置位，Y0的线圈接通，Y0的常开触点闭合，为R1接通做准备；当再次按下SB时，X0接通，R0的线圈再次接通一个扫描周期，R1的线圈也接通一个扫描周期，复位信号R1的常开触点闭合，使KP复位，Y0的线圈断开。每按下SB一次，Y0的状态反转一次。

6.采用移位寄存器指令的编程技术

采用移位寄存器指令编程的梯形图程序，如图2-8所示，控制过程如下：

图中是对WR0进行左移1位的操作，移入的数据是0还是1由R0的状态决定，移位触发信号为X0，复位信号R1的常开触点。第1次按下SB时，X0接通，由于起初R0(WR的0位)的常闭触点闭合，向移位寄存器SR WR0端输入信号，1被移入R0，R0的常开触点闭合，Y0的线圈接通，同时，R0的常闭触点断开；第2次按下SB时，X0接通，向左移位寄存器SR WR0端输入信号，SR WR0左移一位，1被移入R1，由于R0的常闭触点断开，0被移入R0，R0复位，Y0的线圈断开，R1的常开触点闭合，WR0的16位继电器状态全部为0，此时，电路恢复最初状态，为下次起动做准备。

7.采用主控MC/MCE指令的编程技术

采用主控指令编程的梯形图程序，如图2-9所示，控制过程如下：

当按下SB时，X0接通，进入MC，MCE指令程序，由于Y0常闭触点初始闭合，R0的线圈接通并自锁，R0常闭触点分断对R1的线圈互锁，R0常开触点闭合，Y0的线圈接通并自锁，松开SB后，结束执行MC，MCE之间指令程序，R0复位；当再次按下SB时，X0接通，又重新进入MC，MCE指令程序，由于Y0的线圈已接通，R0线圈通路已被Y0的常闭触点分断，R0的线圈不再接通，R1的线圈通路则被Y0常开触点闭合而接通并自锁，R1的常闭触点分断，其一对触点使Y0的线圈断开，另一对触点则对R0的线圈互锁，不会因为Y0的常闭触点复位后导致R0和Y0的线圈再接通的错乱控制现象。松开SB后，结束执行MC，MCE之间指令程序，R1复位。之后依次按下SB的控制过程与上述的相同。

8.采用基本比较指令的编程技术

采用基本比较指令编程的梯形图程序，如图2-10所示，控制过程如下：

当按下SB时，X0接通触发CT100计数1次，经过值减1，此时，经过值寄存器EV100=K1，使Y0的线圈接通；当再次按下SB时，X0接通触发CT100再计数1次，累计计数2次，经过值再减1，此时，经过值寄存器EV100=K0，使Y0的线圈断开，与此同时，CT100的常开触点C100闭合触发CT100，使CT100复位。反复按下SB，将会重复上述控制过程。

9.采用高级指令的编程技术

采用高级指令指令编程的梯形图程序，如图2-11所示，控制过程如下：

高级指令，可以方便的实现数据传输、算术运算、比较、变换、移位、位控制等各种功能。熟悉并在实际中合理的应用合适的高级指令，可以大大简化程序，采用高级指令F132(BTI)使WY0的0位即Y0在X0的每次上升沿变反，即可实现控制要求。

三、结束语

由于PLC具有丰富的指令集，编程十分简单灵活，同样的控制要求可以选用不同的指令进行编程，编程人员需要在实践中不断摸索和提高自己的编程技巧，才能充分发挥PLC的优势，实现各种控制要求。

参考文献

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[2]林海波.PLC编程技术探讨[J].长春工程学院学报,2001(2).

[3]李向东.可编程序控制器[M].北京:机械工业出版社,2007.

[4]史先涛.PLC编程与应用技术[M].北京:高等教育出版社,2008.

作者简介：朱仁盛（1963—），男，江苏泰州人，大学本科，副教授，现供职于江苏联合职业技术学院泰州机电分院，研究方向：中、高等职业技术教育机电大类专业建设研究。