一、引言
PLC由于具有通用性好、適用性強,硬件配套齊全,編程方法簡單易學等特點,目前已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業。PLC控制系統的設計主要包括硬件設計和軟件設計兩部分,軟件設計即程序的設計是控制系統中工作量最大、最重要的一項工作,梯形圖程序編程是PLC編程最常用的方法,是PLC應用的關鍵,也是初學者應用PLC時難以掌握和接受的問題。一個好的程序不僅可以減少I/O口點數,節省硬件成本,而且可以減少PLC程序步驟和占用的容量,收到事半功倍的效果。而設計好程序的關鍵是掌握一定的編程技巧,因此討論PLC程序設計的技巧具有十分重要的意義。我將自己在PLC學習中總結的一些小技巧與注意事項與大家共享,希望能給大家提供一些幫助,特別是初學者。
為了系統設計順利,必須有清晰的設計步驟:審題了解工藝要求(基礎);將工藝要求轉化成控制要求,規劃PLC元件(重點);根據控制要求,以及PLC元件數量對PLC選型,再根據控制方式設計程序,先整理編程思路再編寫PLC程序(重點和難點),并對程序詳細注釋,調試PLC程序,并對不合理的程序作以修改。編寫PLC程序說明,是為了便于后期系統升級。在編寫PLC梯形圖程序時有如下的編程技巧與注意事項,以三菱FX2N系列為例。
二、減少程序步驟編程
1.輸入端串聯觸點較多的電路編在梯形圖上方,較少的在下方,即“上沉下輕”,由圖1(a、b)對比可知,而輸出端則相反。
2.輸入端并聯觸點較多的電路編在梯形圖左方,較少的在右方,即“左沉右輕”,由圖2(a、b)對比可知。
3.對復雜電路的處理,如圖3(a)所示的梯形圖是一個橋式電路,利用塊指令ANB、ORB編程,難以實現,可以等效為圖3(b)的梯形圖進行編程,為了減少程序步驟可以進一步簡化為圖3(c)。
4.功能指令的應用
例如:數碼管的顯示,利用一般的邏輯指令去驅動相應的輸出點相當麻煩,而利用數據傳送指令MOVE和數據寄存器D配合七段編碼指令SEGD就相當簡潔;霓虹燈的閃爍可以利用邏輯指令,也可以利用步進指令,還可以利用功能指令移位指令STFL、STFR,邏輯指令程序繁雜,功能指令最為簡潔。諸如此類的例子不勝枚舉,不再累述。
三、減少輸入、輸出端口的技巧
當不同的輸入條件,有同一的輸出時,可以共用一個輸入端口,以節省輸入端口,例如多地控制,甲乙兩地的啟動按鈕SB1、SB3共用一個輸入端口,停止按鈕SB2、SB4共用一個端口,但是共同占用一個輸入端口時,常開點必須并聯,常閉點必須串聯,如圖4所示。PLC編程中絕對不可能同時獲得輸出的線圈,也可共用一個輸出端口。
四、輔助繼電器的應用技巧
1.一般輔助繼電器的適時運用,可進行操作記憶,以控制選擇分支的工作,當多個不同的輸入條件去驅動同一設備的不同的運行狀態時,可使用有一定編號規律的繼電器間接驅動,如多個條件驅動電機的正反轉,利用M10、M11、M12、……以1為開頭的控制正轉,M20、M21、M22、……以2為開頭的控制反轉,使程序清晰化。
2.特殊輔助繼電器的應用,可以簡化程序,方便操作。例信號燈以1HZ的頻率閃爍,就無需利用分頻電路,直接利用特殊輔助繼電器M8013就可以了,PLC的運行指示直接應用M8000控制,等等。在進行程序編程設計中,應盡量發揮PLC內在指令的特殊功能,以簡化設計,這就需要熟記具有特殊功能的軟元件。
五、軟硬件的銜接技巧
聯鎖控制線路僅僅依靠內部軟元件的聯鎖是不夠的,外圍的硬件接線一定要聯鎖,或利用定時器進行延時,以保證運行可靠。例如接觸器聯鎖正反轉控制或反接制動控制線路,僅僅依靠內部軟元件的聯鎖,正反轉切換時會發生短路現象。因為PLC工作方式是周期掃描的方式,速度很快,而接觸器的觸點狀態發生變化需要的時間相對較長,接觸器的線圈雖然失電,但是主觸點還未打開,另一個接觸器線圈就得電吸合,這時兩個接觸器的主觸點同時閉合,發生了短路,對電器元件、設備,以及人身安全帶來極大的危害。總之只要是改變電源的相序,不能單獨依靠內部軟元件的聯鎖,外部的硬件一定要進行聯鎖或利用定時器、NOP指令進行延時,以確保安全。
六、定時器的使用
線路設計中常常有時間控制,所以在編程時就要應用到定時器,利用定時器的一般延時功能,可保證程序動作間的可靠切換。初學者經常會做出如圖5(a)所示的設計,在調試時Y0始終沒有輸出,原因在于T0的常開點是延時閉合的,是不能實現自鎖的,只有通過輔助繼電器來實現自鎖圖5(b)。
七、輸入端口觸點的使用
為了使程序和我們的傳統設計相一致,輸入端口外部觸點通常使用常開點,假若使用常閉點,程序中的觸點狀態要與傳統設計相反,例如停止按鈕、熱繼電器的過載保護點如果連接的是常閉點,程序中必須使用常開點,才能起到相應的作用。因為如果連接的是常閉點,輸入繼電器接通,程序內常開點閉合,能夠實現輸出,而常閉點是斷開的,所以不能實現輸出。
八、結語
編程除指令上的應用技巧外,更重要的是思維上的技巧,這需要在實踐中不斷探索和積累經驗。
(審核編輯: Doris)
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