PLC自锁、互锁控制编程技巧

摘 要：自锁、互锁控制是梯形图控制程序中最基本的环节。常用于对输入开关和输出映像寄存器的应用编程控制，本文结合抢答器的设计实例介绍PLC自锁、互锁的编程技巧。

关键词：PLC；自锁；互锁；抢答器

自锁、互锁是生产现场常见逻辑关系，应用非常广泛。自锁控制是PLC控制程序中常见的控制程序形式，也是常说的启停控制，这种自锁控制常用于以无锁定开关作启动开关，或者用只接通一个扫描周期的触点去启动一个持续动作的控制电路。互锁控制是互以对方的不工作作为自身工作的前提条件的控制电路，常用于被控的是一组不允许同时动作的对象，如电动机正、反转控制。通常互锁编程有按钮互锁和线圈互锁两种[1][2]。

1 抢答器控制要求

抢答器[3]是一种应用非常广泛的电子电气设备，在各种抢答场合、竞赛中，它能迅速客观分辨出最先获得发言权的选手以及实现设定发言时间、记录分数等功能。本例中抢答器设备最多允许8人同时参加抢答比赛，在此为了简化程序，以3位选手抢答为对象。比赛时，主持人首先应将数码显示清零，抢答过程中最先按下按钮的选手有效，其它无效，有效的选手号码被显示在数码屏上。

2 抢答器硬件电路设计

选取西门子S7-200PLC作为抢答器的核心控制器，3名选手各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S1、S2、S3，给节目主持人设置一个控制按钮，用来控制系统的清零（编号显示数码管显示0）和抢答的开始，PLC输出接口电路外接一共阴极七段数码显示管显示抢答结果。

3 抢答器的程序设计

抢答器具有数据锁存和显示的功能，其程序设计需解决如下问题：

（1）抢答优先的问题。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。

（2）选手号码识别和显示的问题。每次抢答LED数码管上都能正确地显示出选手的编号，并一直保持到主持人将系统清零为止。

运用自锁和互锁控制实现抢答器的数据锁存功能，运用段码指令对选手抢答结果进行显示，其具体梯形图如1所示。

抢答器的控制程序设计具有如下特点：

（1）抢答器抢答显示具有自锁功能，即当某一选手抢答成功后，即使释放其抢答按钮，LED数码管显示保持，直至主持人操作复位按钮I0.0，才使LED显示0。网络2为1号选手抢答程序，其中M0.1动合触点与1号抢答按钮I0.1信号并联，利用I0.1按钮短时接通瞬间，输出线圈M0.1得电，促使M0.1触点动合，为输出线圈M0.1提供了一条通电回路，对本网络输出具有自锁作用。

（2）抢答器3个选手之间抢答具有互锁功能，即只要有一个选手抢答成功，另外两个选手即使再按各自抢答按钮，LED数码显示结果也不会变化。以网络2为例，其中的I0.2及I0.3采用动断触点串联在网络中，作为限制和约束输出线圈M0.1得电的条件，即只有在2号和3号选手按钮没有有效采集进入PLC中，1号选手提前操作被有效采集进入PLC中，才有可能显示抢答结果1。

（3）抢答器3个选手抢答程序具有对称特点。网络2～网络4的程序的编写思路是类似的，同样并联了自锁触点和串联了按钮互锁触点，并进行数码结果显示。

利用可编程序控制器试验挂箱按照图1-1接好硬件线路，然后在线运行程序，通过硬件线路查看调试结果，经过操作证明抢答器设计成功，达到设计要求。

4 总结

PLC自锁控制应用在起动保持停止电路，采用网络输出线圈的操作数bit所对应的动合触点与本网络的某些逻辑块并联，帮助本网络输出线圈得电。PLC互锁控制应用一组不允许同时动作的对象控制场合，采用按钮互锁或线圈互锁触点，以动断触点的形式串接在网络中，限制本网络输出线圈得电。

[参考文献]

[1]宋伯生.PLC编程实用指南[M].北京：机械工业出版社，2006：340-349.

[2]杨后川.西门子S7-200PLC应用100例.北京：电子工业出版社，2009：91-92.