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可編程控制器程序設(shè)計方法初探
江蘇省常熟職業(yè)教育中心校 丁明華 2014/4/2 12:34:04
PLC的程序設(shè)計是指用戶編寫程序的設(shè)計過程。即以指令為基礎(chǔ)，結(jié)合被控制對象工藝過程的控制要求和現(xiàn)場信號，對照PLC軟繼電器編號，畫出梯形圖，然后用編程語言進行編程。由于可編程控制器的控制功能以程序的形式出現(xiàn)，所以程序設(shè)計是一個重要環(huán)節(jié)。梯形圖是可編程序控制器的重要程序設(shè)計方法。一般應(yīng)用程序設(shè)計可以分為經(jīng)驗設(shè)計法、邏輯設(shè)計法、順序功能圖設(shè)計法等。本文以工作臺自動往返循環(huán)工作為例主要介紹采用經(jīng)驗設(shè)計法進行梯形圖程序設(shè)計。
由于生產(chǎn)過程控制要求的復(fù)雜程度不同，可將程序按結(jié)構(gòu)形式分為模塊化程序和基本程序。
基本程序既可以作為獨立程序控制簡單的生產(chǎn)工藝過程，也可以作為組合模塊結(jié)構(gòu)中的單元程序；依據(jù)計算機程序的設(shè)計思想，基本程序的結(jié)構(gòu)方式只有三種：順序結(jié)構(gòu)、條件分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。
模塊化程序：把一個總的控制目標(biāo)程序分成多個具有明確子任務(wù)的程序模塊，分別編寫和調(diào)試，最后組成一個完整總?cè)蝿?wù)的完整程序。這種方法稱為模塊化程序設(shè)計
經(jīng)驗設(shè)計法需要設(shè)計者掌握大量的基本程序電。這些基本程序例如電動機正反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖控、斷開延時和接通延時控制程序、警燈閃爍控制程序等。
我們以工作臺自動往返循環(huán)工作來進行說明。
一、設(shè)計要求：（1）：自動循環(huán)工作；
（2）：點動控制；
（3）：單循環(huán)運行，即工作臺前進、后退一次循環(huán)后停在原位；
（4）：8次循環(huán)計數(shù)控制。即工作臺前進、后退為一個循環(huán)，循環(huán)8次后自動停在原位。
二、分析控制要求：
1、工作臺前進與后退是通過電動機正反轉(zhuǎn)來控制的，所以要用電動機正反轉(zhuǎn)這一基本程序；
2、工作臺工作方式有點動控制和自動控制兩種方式，可以采用程序（軟件的方法）實現(xiàn)兩種運行方式的轉(zhuǎn)換。
3、工作臺有單循環(huán)和多次循環(huán)兩種工作狀態(tài)，可以采用控制開關(guān)來選擇。
4、多次循環(huán)因要限定循環(huán)次數(shù)，所以選擇計數(shù)器來進行控制。
三、分配I/O點
PLC控制系統(tǒng)I/O分配，依據(jù)生產(chǎn)流水線從前到后，I/O點數(shù)由小到大，盡可能把一個系統(tǒng)、設(shè)備或部件的I/O信號集中編制，以利于維護。定時器、計數(shù)器要統(tǒng)一編號，不可重復(fù)使用同一編號，以確保PLC工作運行的可靠性。下表為本例的I/O分配地址表。
輸入 輸出
元件
代號 作用 輸入
繼電器 元件代號 作用 輸出
繼電器
SA1 點動/自動 X0 KM1 正轉(zhuǎn)接觸器 Y0
SB1 停止 X1 KM2 反轉(zhuǎn)接觸器 Y1
SB2 正轉(zhuǎn)啟動 X2
SB3 反轉(zhuǎn)啟動 X3
SA2 單循環(huán)/連續(xù)循環(huán) X4
SQ1 行程開關(guān) X5
SQ2 行程開關(guān) X6
SQ3 行程開關(guān)（右極限） X7
SQ4 行程開關(guān)（左極限） X10
四、控制程序設(shè)計
1、基本控制環(huán)節(jié)的程序
本控制要求的對象是工作臺，工作方式有前進和后退，電動機正轉(zhuǎn)時，使工作臺前進，電動機反轉(zhuǎn)時，使工作臺后退，因此基本控制程序是正反轉(zhuǎn)控制程序，如圖（1）所示。
圖（1）
2、實現(xiàn)自動往返功能的程序設(shè)計
工作臺前進過程中撞塊壓合SQ2后，SQ2動作，X6常閉觸點應(yīng)先斷開Y0線圈，使工作臺停止前進，后X6的常開觸點再接通Y1線圈，使工作臺后退，完成工作臺由前進轉(zhuǎn)為后退的動作，同理，撞塊壓合SQ1后，工作臺完成由后退轉(zhuǎn)為前進的動作，因此在圖（1）中加入二個限位開關(guān)，如圖（2）所示。
3、實現(xiàn)點動控制功能和單循環(huán)控制功能程序設(shè)計
根據(jù)點動的概念可知，如果在上述梯形圖中解除自鎖，就能實現(xiàn)點動控。所以利用開關(guān)SA1來選擇點動和自動控制。SA1閉合后實現(xiàn)點動，SA1斷開，實現(xiàn)自動控制。
單循環(huán)工作方式是指啟動按鈕按下后，工作臺由原位前進，當(dāng)撞塊壓合SQ2后由工作臺前進轉(zhuǎn)為后退，后退到原位后撞塊壓合SQ1后，使工作臺停在原位。如果撞塊壓合SQ1后，則X5常閉觸點斷開，使Y1線圈失電，工作臺停止后退。在X5常開觸點閉合后，只要不使Y0線圈得電，工作臺就不會前進，這樣便實現(xiàn)了單循環(huán)控制。如圖（3）所示。
4、循環(huán)計數(shù)功能和必要的保護環(huán)節(jié)
計數(shù)器的計數(shù)輸入信號由X5提供，因工作臺由前進變?yōu)楹笸瞬⑹棺矇KSQ1后，為一次工（未完，下一頁）
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