PLC在天塔之光中的应用

摘要： 文章介绍了如何运用步进顺控指令和状态编程法来实现天塔之光控制系统的程序设计，最后设计的程序用状态转移图来表示。

Abstract: This article describes how to use the step sequence control directives and programming methods to implement day light control system programming, and the final design of the process is represented by the state transition diagram.

关键词： PLC；天塔之光；步进顺控指令；状态转移图

Key words: PLC；light of day tower；step sequence control directives；state transition diagram

中图分类号：TM2 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）16-0032-02

作者简介：师秀凤（1971-），女，云南玉溪人，本科，高级讲师，主要从事电气类专业教学和应用研究。

0 引言

文章以三菱FX2N系列PLC为例，说明PLC在天塔之光中的应用，同时介绍了如何运用步进顺控指令和状态编程法来设计程序，最后设计的程序用状态转移图来表示。

1 天塔之光的控制要求

天塔之光的控制要求如下：有一个启动按钮和停止按钮，一共有9盏灯（L1-L9），其中灯L1在最里层，而灯L2、L3、L4、L5在中间层，而灯L6、L7、L8、L9在最外层。9盏灯的分布如图1所示。合上启动按钮后，灯按以下规律显示：

①先隔两灯闪烁：L1、L4、L7亮，3s后灭；接着L2、L5、L8亮，3s后灭；接着L3、L6、L9亮，3s后灭；

②接着发散型闪烁：L1亮，2s后灭；接着L2、L3、L4、L5亮，2s后灭；接着L6、L7、L8、L9亮，2s后灭；

③接着逆时针花型闪烁：L1、L2、L9亮，3s后灭；接着L1、L5、L8亮，3s后灭；接着L1、L4、L7亮，3s后灭，接着L1、L3、L6亮，3s后灭。

如此循环，周而复始。只有当按下停止按钮后，亮的全部灯才会熄灭。

2 列出I/O分配表和I/O外部端子接线图

2.1 列出I/O分配表 根据天塔之光的控制要求，要能启动和停止天塔之光的控制系统，采用启动按钮接PLC的一个输入点X000, 而停止按钮接PLC的另一个输入点X001;另外由于9盏灯要能按控制要求点亮，所以每一盏灯分别占用PLC的一个输出点。天塔之光的I/O分配表如表1所示。

2.2 绘制I/O外部端子接线图 根据天塔之光的I/O分配表绘出PLC的I/O外部端子接线图，如图2所示。

3 程序设计

3.1 状态编程法 采用可编程序控制器时，如果控制过程比较复杂，而且控制系统按先后顺序依次动作时，则非常适宜使用状态编程法。状态编程法是将一个复杂的控制过程分解成若干个工作状态，每一状态都应有明确的任务、转移到下一状态的转移条件和转移方向，再依据总的控制顺序要求，将这些状态组合形成状态转移图，最后将状态转移图转换为梯形图。

3.2 有关步进顺控指令 FX2N系列PLC有两条步进顺控指令:分别是步进接点指令STL和步进返回指令RET。

STL指令的功能是步进接点驱动。STL指令的操作元件是状态继电器。STL指令的意义是：“激活”某个状态，在梯形图中体现为主母线上引出的常开状态触点，该触点后的所有操作均受这个常开触点的控制；另外在采用STL指令编程的梯形图区间，只有被激活的程序段才被扫描执行，而且在状态转移图的一个单流程中，一次只有一个状态被激活，被激活的状态有自动关闭激活它的前一个状态的能力。并且当某个状态被关闭时，该状态中以OUT指令驱动的输出全部停止，这也使在状态编程区域的不同状态中使用同一个线圈输出成为可能。

RET指令的功能是步进程序结束返回。RET指令的意义是从STL指令建立的子母线返回到梯形图的主母线上去。RET指令没有操作元件，只需在一系列步进指令的最后接一条RET指令，但必须要有RET指令。

3.3 状态转移图的设计 状态继电器是构成状态转移图的基本元素。每一个状态继电器都具有负载驱动、状态转移条件、状态转移方向三个要素。而状态转移图是按照控制的顺序要求，将这些状态组合形成的。天塔之光的状态转移图如图3所示。按照控制要求的先后动作顺序，在设计状态转移图程序时，文章中把它分成了十个工作状态，分别用S20-S29来表示。其中S20作为第一个工作状态，用来控制灯L1、L4、L7亮；而L1、L4、L7亮3S用定时器T0定时3S来实现。S21作为第二个工作状态，用来控制灯L2、L5、L8亮；而L2、L5、L8亮3S用定时器T1定时3S来实现。S22作为第三个工作状态，用来控制灯L3、L6、L9亮；而L3、L6、L9亮3S用定时器T2定时3S来实现。S23作为第四个工作状态，用来控制灯L1亮；而L1亮2S用定时器T3定时2S来实现。S24作为第五个工作状态，用来控制灯L2、L3、L4、L5亮；而L2、L3、L4、L5亮2S用定时器T4定时2S来实现。S25作为第六个工作状态，用来控制灯L6、L7、L8、L9亮；而L6、L7、L8、L9亮2S用定时器T5定时2S来实现。S26作为第七个工作状态，用来控制灯L1、L2、L9亮；而L1、L2、L9亮3S用定时器T6定时3S来实现。S27作为第八个工作状态，用来控制灯L1、L5、L8亮；而L1、L5、L8亮3S用定时器T7定时3S来实现。S28作为第九个工作状态，用来控制灯L1、L4、L7亮；而L1、L4、L7亮3S用定时器T8定时3S来实现。S29作为第十个工作状态，用来控制灯L1、L3、L6亮；而L1、L3、L6亮3S用定时器T9定时3S来实现。同时M8002为初始脉冲的信号，而S0为初始状态。此外，为了完成按下停止按钮后，全部灯都会熄灭的控制要求，在图中还用了一条区间复位指令，其助记符为ZRST。当按下停止按钮时，X001的常开触头闭合，使S20-S30区间的所有状态继电器均复位，相对应状态继电器控制的所有输出任务均停止，所以全部亮的灯都会熄灭。

4 结束语

经多次运行和调试，设计的状态转移图完全能满足天塔之光的控制要求。而且和梯形图设计相比，可大大缩短设计的周期，同时也提高了运行的可靠性。

参考文献：

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