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PLC程序设计经验设计法探讨

作者 :殷建国更新时间:2012-11-12

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 (大连职业技术学院,辽宁 大连 116037)
 
摘要:通过实例介绍了PLC程序设计的经验设计法,即依据设计者的设计经验进行设计的方法,首先根据控制要求设计基本程序,再逐步完善程序,最后设置必要的联锁保护程序。
关键词:PLC;程序设计;经验设计法

引言
经验设计法顾名思义就是依据设计者的设计经验进行设计的方法。经验设计法设计程序时,将生产机械的运动分成各自独立的简单运动,分别设计这些简单运动的控制程序,再根据各自独立的简单运动,设置必要的联锁和保护环节。这种设计方法要求设计者掌握大量的控制系统的实例和典型的控制程序。设计程序时,还需要经过反复修改和完善,才能符合控制要求。

1 经验设计法基本思路

下面通过实例来介绍这种设计方法的基本思路。
图1 小车自动往返示意图
 
控制小车自动往返循环工作,用PLC来实现。小车的前进、后退由电动机拖动。如图1所示。图中,行程开关SQ1为原位,SQ2为前位,SQ3和SQ4为原位和前位限位保护行程开关。
控制要求如下:
(1)可自动循环工作;
(2)可手动控制;
(3)可单循环运行;
(4)6次循环控制,小车前进、后退为一个工作循环,循环工作6次后自动停止在原位。

1.1控制要求分析

小车前进、后退由电动机拖动,要完成这一动作可采用电动机正、反转基本控制程序;小车有手动控制和自动控制,选用SA1选择开关进行转换。设SA1闭合时为手动状态,断开时为自动状态;小车有单循环工作和多次循环工作状态,选用SA2选择开关进行转换。设SA2闭合时为单循环工作状态,断开时为多次循环工作状态;多次循环工作的循环次数,可以利用计数器进行控制。

1.2编写现场信号与PLC输入输出点编号对照表

PLC输入输出点编号对照表如表1所示。
表1 小车自动往返现场信号与PLC输入输出点编号对照表
输入信号 输出信号
名称 代号 输入点编号 名称 代号 输出点编号
手动/自动
选择开关 SA1 X0 正转接触器 KM1 Y1
停止按钮 SB1 X1 反转接触器 KM2 Y2
正转起动按钮 SB2 X2
反转起动按钮 SB3 X3
单循环/连续循环选择开关 SA2 X4
行程开关 SQ1 X5
行程开关 SQ2 X6
行程开关 SQ3 X7
行程开关 SQ4 X10
 
PLC接线图如图2所示。

图3 基本控制环节梯形图

图2 PLC接线图和主电路原理图
 
图4 实现自动往返功能的梯形图
 
1.3设计梯形图

(1)根据控制对象设计基本控制环节的程序
小车由电动机拖动前进与后退,这样利用电动机正、反转基本控制程序便可以设计出梯形图,如图3所示。
(2)实现自动往返功能的程序设计
小车前进至行程开关SQ2处,SQ2动作,要使小车停止前进,并使小车后退,这样输入信号X6的常闭触点就要断开Y1的线圈,常开触点起动Y2的线圈,完成小车由前进转换为后退的工作过程。同理,当小车后退至行程开关SQ1处时,输入信号X5要完成小车由后退转换为前进的工作过程。梯形图如图4所示。
(3)实现手动控制功能的程序设计
如果梯形图中输出Y1和Y2线圈失去自锁,就能实现手动控制功能。因为SA1闭合时为手动状态,其输入点为X0,这样,将X0的常闭点串入到Y1和Y2的自锁控制常开触点上,就完成了手动控制功能的程序设计。梯形图如图5所示。
(4)实现单循环控制的程序设计
当小车前进到位又后退至行程开关SQ1原位时,只要小车不再前进了,即Y1线圈无电流通过,即完成了单循环控制。因为SA2闭合时为单循环工作状态,其输入点为X4,将X4的常闭触点串入到SQ1的输入点X5常开触点上,这样在X5常开触点闭合后,Y1的线圈也无电流通过,小车不能前进,完成了单循环控制。梯形图如图6所示。
图5 实现手动控制功能的梯形图

图6 实现单循环控制功能的梯形图
 
(5)循环计数功能的程序设计
图7 实现循环计数功能的梯形图

图8 设置保护环节的梯形图
 
计数器的计数输入由X5(SQ1)提供,在自动运行时,小车每撞到SQ1一次表示完成了一次循环,用C0进行计数,当C0有了6个计数脉冲输入后,完成工作循环,小车停在原位。这样可以将C0的常闭触点串接在Y1的线圈上,C0的常闭触点断开,使Y1线圈掉电。为了使计数器在起动小车时清零,可以用起动信号X2来置位C0。梯形图如图7所示。
(6)设置保护环节的程序设计
SQ3和SQ4分别为后退和前进方向的限位保护行程开关,当SQ4被压合,表示前进出了故障,Y1的线圈必须断电,当SQ3被压合,表示后退出了故障,Y2的线圈必须断电,小车停止动作。为了达到保护目的,可以将X7(SQ3)的常闭触点串接在Y2的线圈上,将X10(SQ4)的常闭触点串接在Y1的线圈上。完整的梯形图如图8所示。

2 结论
由本例的设计过程,我们可以总结经验设计法的一般规律:先根据控制要求设计基本程序,再逐步完善程序,最后设置必要的联锁保护程序。

参考文献:
[1]殷建国.可编程序控制器及其应用[M].北京:机械工业出版社,2006 .
[2]李国厚.PLC原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2005.
[3]许翏,王淑英.电气控制与PLC应用[M].北京:机械工业出版社,2005.

Discussion of the Experiential Design Method in PLC Programming
YIN Jian-guo
(Dalian Vocational Technology College, Dalian 116037, China)
Abstract: Given an example to introduce an experiential design method for PLC programming. The experiential design method is based on the experience of designer. In the first place, according to the controlling demands to design the basis program, and then perfect the program step by step, finally setup the necessary interlock and safeguarding programs.
Key words: PLC; Programming; Experiential design method


作者简介:殷建国(1962—)大连市人,副教授、高级工程师,大连职业技术学院电气与电子工程技术系主任,大连理工大学硕士研究生,主要研究方向为电气自动化。

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