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西門子PLC編程經(jīng)驗設(shè)計法及應(yīng)用，附實例

在PLC發(fā)展的初期，沿用了設(shè)計繼電器電路圖的方法來設(shè)計比較簡單的PLC的梯形圖，即在一些典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。有時需要多次反復地調(diào)試和修改梯形圖，增加一些中間編程元件和觸點，后才能得到一個較為滿意的結(jié)果。

這種PLC梯形圖的設(shè)計方法沒有普遍的規(guī)律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，后的結(jié)果不是的，設(shè)計所用的時間、設(shè)計的質(zhì)量與設(shè)計者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系，所以有人把這種設(shè)計方法叫做經(jīng)驗設(shè)計法，它可以用于較簡單的梯形圖(如手動程序)的設(shè)計。

梯形圖的經(jīng)驗設(shè)計法是目前使用比較廣泛的一種設(shè)計方法，該方法的核心是輸出線圈，這是因為PLC的動作就是從線圈輸出的(可以稱為面向輸出線圈的梯形圖設(shè)計方法)。其基本步驟如下：

（1）分解控制功能，畫輸出線圈梯形圖。根據(jù)控制系統(tǒng)的工作過程和工藝要求，將要編制的梯形圖程序分解成獨立的子梯形圖程序。以輸出線圈為核心畫輸出位梯形圖，并畫出該線圈的得電條件、失電條件和自鎖條件。在畫圖過程中，注意程序的啟動、停止、連續(xù)運行、選擇性分支和并聯(lián)分支。

（2）建立輔助位梯梯形圖。如果不能直接使用輸入條件邏輯組合作為輸出線圈的得電和失電條件，則需要使用工作位、定時器或計數(shù)器以及功能指令的執(zhí)行結(jié)果作為條件，建立輸出線圈的得電和失電條件。

（3）畫出互鎖條件和保護條件?；ユi條件是可以避免同時發(fā)生互相沖突的動作，保護條件可以在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，使輸出線圈動作，保護控制系統(tǒng)和生產(chǎn)過程。

在設(shè)計梯形圖程序時，要注意先畫基本梯形圖程序，當基本梯形圖程序的功能能夠病足要求后，再增加其他功能，在使用輸入條件時，注意輸入條件是電平、脈沖還是邊沿。調(diào)試時要將梯形圖分解成小功能塊調(diào)試完畢后，再調(diào)試全部功能。

經(jīng)驗設(shè)計法具有設(shè)計速度快等優(yōu)點，但是，在設(shè)計問題變得復雜時，難免會出現(xiàn)設(shè)計漏洞。下面介紹兩個程序設(shè)計實例。

例：運貨小車的自動控制

1.運貨小車的動作過程

圖 1

運貨小車在限位開關(guān)SQ0裝料(見圖1)10s后，裝料結(jié)束。開始右行碰到限位開關(guān)SQ1后，停下來卸料，15s后左行，碰到SQ0后，停下來裝料，10s后又開始右行，碰到限位開關(guān)SQ1后，繼續(xù)右行，直到碰到限位開關(guān)SQ2后停下卸料，15s 后又開始左行，這樣不停地循環(huán)工作，直到按下停止按鈕SB0。小車還設(shè)有右行和左行的啟動按鈕SB1和SB2。

2.程序設(shè)計

(1)輸入/輸出點地址分配。見附表

附表

（2）在電動機正反轉(zhuǎn)控制的梯形圖的基礎(chǔ)上，設(shè)計出小車控制梯形圖如圖2所示。

圖 2

3.程序說明

為使小車自動停止，將I0.5和I0.3的常閉觸點分別與Q0.0和Q0.1的線圈串聯(lián)。為使小車自動啟動，將控制裝、卸料延時的定時器T37和T38的常開觸點，分別與手動右行和左行的I0.1、I0.2的常開觸點并聯(lián)，并用限位開關(guān)對應(yīng)的I0.3、I0.4和I0.5I的常開觸點分別接通裝料、卸料電磁閥和相應(yīng)的定時器。

設(shè)小車在啟動時是空車，按下左行啟動按鈕I0.2，小車開始左行，碰到SQ0時，I0.3的常閉觸點斷開，使Q0.1的線圈“斷電”，小車停止左行。I0.3的常開觸點接通，使Q0.2和T37的線圈“通電”，開始裝料和延時。10s后T37的常開觸點閉合，使Q0.0的線圈“通電”，小車右行。小車在*次碰到I0.4和碰到I0.5 時都應(yīng)停止右行，所以將它們的常閉觸點與Q0.0的線圈串聯(lián)。其中I0.4的觸點并聯(lián)了中間環(huán)節(jié)M0.0的觸點，使I0.4停止右行的作用受到M0.0的約束，M0.0的作用是記憶I0.4是第幾次被碰到，它只在小車第二次右行經(jīng)過I0.4時起作用。為了利用PLC已有的輸入信號，用起保停電路來控制M0.0,它的啟動條件和停止條件分別是小車碰到限位開關(guān)I0.4 和I0.5，即M0.0在圖1中虛線所示的行程內(nèi)為“1”狀態(tài)，在這段時間內(nèi)它的常開觸點將Q0.0 控制電路中I0.4 的常閉觸點短接，因此小車第二次經(jīng)過I0.4 時不會停止右行。小車*次碰到I0.4 或第二次碰到I0.5時，小車停下來卸料，為了實現(xiàn)兩處卸料，將I0.5和I0.4的觸點并聯(lián)后驅(qū)動Q0.3和T38，15s 后小車左行。如果小車正在運行時按停止按鈕I0.1,小車將停止運動，系統(tǒng)停止工作。

但在實際調(diào)試時發(fā)現(xiàn)小車從I0.5開始左行，經(jīng)過I0.4時M0.0也被置位，使小車下一次右行到達I0.4時無法停止運行，因此在M0.0的啟動電路中串入Q0.1的常閉觸點。另外還發(fā)現(xiàn)小車往返經(jīng)過I0.4時，雖然不會停止運動，但是出現(xiàn)了短暫的卸料動作，將Q0.1和Q0.0的常閉觸點與Q0.3的線圈串聯(lián)，就可解決這個問題。

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