复杂的控制系统不仅I/O 点数多, 顺序功能图一般也相当复杂, 除了常见的单序列外, 还有选择序列、并行序列、跳步以及循环控制等。在PLC的编程过程中, 编程人员必须格外小心, 否则很容易出错。PLC 的编程方式也多种多样, 在对顺序控制编程时, 常采用步进指令。步进指令属于专用指令, 有些类型的PLC 提供了这种指令, 而有些却没有提供。不同类型PLC 的步进指令表示也不同, 不能通用。但所有类型的PLC 都提供了基本逻辑指令, 用这些指令也可以很方便地编写顺序控制的程序。用起保停电路设计的梯形图程序, 通用性强, 可以用于任意一种型号的PLC。利用起保停电路对单序列控制系统的编程许多教科书上已做了较详细的分析介绍, 在此不再讨论。下面我们以三菱公司FX 系列PLC 为例, 介绍几种复杂控制系统的编程。
1 起保停电路
起保停电路实际上是沿用了继电器- 接触器控制电路中的自锁电路。因为在顺序控制中很多转换条件都是短信号(如按钮、行程开关等) , 为了保证后续步能被可靠激活, 应使用有记忆功能的电路来控制代表步的辅助继电器。而起保停电路的保持功能就可实现这种控制。
假设M 1、M 2 和M 3 是顺序相连的3 步, X1、X2 是其相应的转换条件, 如图1 所示。设计起保停电路的关键是找出它的起动条件和停止条件。根据转换实现的基本规则, 只有当前级步为活动步且转换条件满足, 则相应的后续步被置为活动步。同时, 前级步自身被置为不活动步。即, 当M 1为活动步且X1= 1, 则M 2 为活动步。当M 2 和X2均为1, 则M 3 变为活动步,M 2 变为不活动步。故,用M 1 和X1 的常开触点串联作为M 2 的起动条件, 用M 3 的常闭触点与M 2 线圈串联作为M 2 的停止条件, 其梯形图如图2。所以, 写成逻辑表达式为:
根据这种编程方式和顺序功能图, 很容易设计出梯形图程序。
2 选择序列的编程方式
图3 是具有选择序列的顺序功能图。在设计梯形图程序时, 关键是处理好选择序列的分支与合并。在步M 20 后有一选择序列分支, 设步M 20为活动步, 当后续步M 21 或M 23 变为活动步时,它都应变为不活动步。所以, 应将M 21 和M 23 的常闭触点串联作为M 20 的停止条件。
如果某一步后面有一个N 条分支组成的选择序列, 该步可能转换到N 个后续步中的任意一步,故应将N 个后续步对应的辅助继电器的常闭触点与该步的线圈串联, 作为该步的停止条件。同理,在选择序列合并时, 如果某一步之前有N 个转换,则任意一个转换满足该步都将成为活动步。故该步的起动条件应为N 条支路并联, 各条支路都由其对应的前级步的辅助继电器的常开触点与相应转换条件对应的触点串联而成。
如上述顺序功能图中的步M 22, 其起动条件为M 21·X1+ M 23·X4。根据该原则, 可编制出与上述顺序功能图相对应的梯形图程序, 如图4。
3 并行序列的编程方式
并行序列的编程也需要处理好分支与合并。如图5 所示,M 30 后为一并行序列的分支。当M 30为活动步且X0= 1 时,M 31、M 34 将同时被置为活动步,M 30 变为不活动步。故可用M 30 和X0 的常开触点串联作为M 31、M 34 的起动条件, 而在M 31 和M 34 中任取一个常闭触点作为M 30 的停止条件。在M 33 前是并行序列的合并, 当M 32、M 35 都为活动步, 且X2= 1 时,M 33 被置为活动步, 故可将M 32、M 35、X2 的常开触点串联作为M 33 的起动条件。其对应的梯形图如图6。
4 具有跳步和循环控制环节的编程方式
图7 为某专用铣床工作台运动的顺序功能图, 用于铣削圆盘状零件上均匀分度的8 个槽。工作过程为: 快速进给X1工作进给(铣削一个槽)X4工件旋转45°X6分度缸返回X7反向进给(再铣削一个槽)X3工件旋转45°X6分度缸返回X7又进入工作进给。如此循环, 铣削完8 个槽C0快退工作台返回原位, 松开工件。
从顺序功能图中可看出, 由步M 43、M 44、M 45、M 46、M 47、M 48 构成循环, 循环次数为4。在设计梯形图程序时, 可用计数器(C0) 来控制循环次数。它的设定值等于循环次数4, 每执行一次循环, 在步M 46 中使C0 的当前值加1, 这一操作是用M 46 的常开触点去驱动C0 的线圈(相当于计数脉冲输入) 来实现的, 当步M 46 变为活动步时, 其常开触点闭合, C0 的当前值加1。当C0 的当前值为4 时, 循环结束。判别时可用C0 的触头与该步的转换条件X3 的触点串联, 作为选择的条件。当循环次数不等于4 时, C0= 0, C0= 1; 当X3= 1 时,X3·C0= 1, 而,X3·C0= 0 选择继续循环。当循环次数等于4 时, C0= 1, C0= 0; 当X3= 1 时, X3.C0= 0, X3·C0= 1, 跳出循环, 转入步M 50。
在循环程序执行之前或执行完毕后, 应将控制循环的计数器复位, 使当前值恢复为0。复位操作应放在循环之外, 在图中可用M 50 的常开触点使C0 复位。
跳步的程序设计与选择序列的分支、合并的程序设计方法一致。根据上述设计方法设计的梯形图程序如图8 所示。
5 结束语
使用起保停电路编程方法简单、易写、有规律, 且通用性强, 对不同类型的PLC 只需改变软元件编号, 而无需更改程序就可以运行。故实用性较强。
在编程过程中还需要注意, 这种编程方式不允许双线圈输出, 即同一元件的线圈只能在梯形图中出现一次, 如果某一输出继电器在几步中都为1 状态, 则只能用相应的代表各步的辅助继电器的常开触点并联去驱动这一输出继电器的线圈。
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Post By：2010-12-9 10:08:14
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