引言
   可編程控制器(PLC)作為新一代的工業(yè)控制裝置，由于其具有通用性好、適用性強，硬件配套齊全，編程方法簡單易學等特點而廣泛應用于工業(yè)領域。PLC控制系統(tǒng)的設計主要包括硬件設計和軟件設計兩部分，而程序的設計是控制系統(tǒng)中工作量最大、最重要的一項工作。一個好的程序不僅可以減少I／O點數(shù)，節(jié)省硬件成本，而且還可以減少PLC程序步驟和占用的空間，收到事半功倍的效率；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。
2  根據(jù)控制方式設計程序
2．1  集中與分散控制
   在多臺單機組成的自動線，有在總操作臺上的集中控制和在單機操作臺上的分散控制。這兩種控制必須實行聯(lián)鎖，如在多工位組合機床上，有各工位的聯(lián)合控制，也有各工位的分別控制，其控制梯形圖如圖1所示。
   在圖1中，X2為選擇開關，以其觸點為集中控制與分散控制的聯(lián)鎖觸點。當X2＝l時，為單機分散起動控制；當X2＝0時，為集中總起動控制，在兩種情況下，單機和總操作臺均可發(fā)出停止命令。
2．2  自動控制與手動調整控制
在自動或半自動工作機械上，常常有自動工作和手動調整的控制，其梯形圖如圖2所示。當自動／手動開關X400接通時，CJP751的跳步條件滿足，將跳過自動程序，執(zhí)行手動程序；反之，將跳過手動程序，執(zhí)行自動程序。

圖1  集中與分散控制
3  按控制狀態(tài)設計程序
生產機械或生產過程的自動化往往需要根據(jù)生產工藝過程的特點及它們的各種不同的狀態(tài)來進行控制，如行程、時間等。
3．1  按行程原則控制
根據(jù)運動行程或極限位置的要求，通過檢測元件(如行程開關，接近開關等)發(fā)出控制信號來實現(xiàn)自動控制。最典型的如機加工動力頭的快進，工進，快退控制，動力頭從原始位置開始，快進向前運動，到一定位置轉為工進向前，到達終點位置時轉為快退，回到原始快進位置時停止，其梯形圖如圖3所示。


圖2  手動／自動程序


圖3  行程控制梯形圖
3．2  按時間原則
這種原則在PLC的保護程序設計中非常有效，且經常使用。由于生產機械在工作循環(huán)中的各工步運動在執(zhí)行時需要一定的時間，且這些時間都有一定的限度，因此可以以這些時間為參考，在要檢測的工步動作開始的同時，起動一個定時器，定時器的時間設定值比正常情況下該動作要持續(xù)的時間長20％～30％，而定時器的輸出信號可以用于報警或自動停機裝置。當生產機械某工步動作的時間超過規(guī)定時間，達到對應的定時器預置時間，還未轉入下一工步動作時定時器發(fā)出故障信號，該信號停止正常工作循環(huán)程序，起動報警或停機程序，這就是我們常說的超節(jié)拍保護。
4  數(shù)值和定時值范圍的擴展
每一種PLC的計數(shù)器的計數(shù)范圍和定時器的定時范圍都有一定的限度，而在實際應用中有時需要的設定值大于這個限度，這時我們可以采取級聯(lián)組合的方法來實現(xiàn)。
4．1  計數(shù)值范圍的擴展
圖4為兩個計數(shù)器級聯(lián)組合擴展電路。X401每斷／通一次，C460計數(shù)一次。當X401斷／通50次時，C460的常開觸點接通，C461計數(shù)一次，與此同時，C460另一對常開觸點動作，使C460復位，重新從0開始對X40l的斷／通進行計數(shù)。每當C460計數(shù)50次時，C461計數(shù)一次，當C461計數(shù)到40次時，此時X401總計接通50x 40＝2000次。C461常開觸點閉合，Y431接通，可見本電路計數(shù)值為兩個計數(shù)器計數(shù)值的乘積。


圖4  兩個計數(shù)器級聯(lián)擴展
4．2  定時值范圍的擴展
用定時器與計數(shù)器進行級聯(lián)組合，可以實現(xiàn)定時范圍的擴展。圖5是這種級聯(lián)組合的擴展電路圖。圖中T451形成一個設定值為20s的自復位定時器。當X401接通，在T451線圈接通20s后，其常閉觸點斷開，T451定時器線圈斷開自復位，待下一次掃描時，T451常閉觸點才閉合，T451線圈又重新接通。T451延時20s，其常開觸點閉合，為計數(shù)器輸入一個脈沖信號，計數(shù)器C461計數(shù)一次；當C461計數(shù)100次時，其常開觸點接通Y431線圈，所以從X401接通到Y431接通，延時時間為定時器和計數(shù)器設定值之積，本電路延時時間為2000s。


圖5  定時器與計數(shù)器級聯(lián)擴展
5  用單按鈕控制起動和停止
通常我們用兩個按鈕控制電動機的起動和停止，但多點控制時，需要按鈕和引線較多，利用一個按鈕多點遠程控制電動機制的起停，則可減少控制線路且節(jié)省I／O點數(shù)，其梯形圖如圖6所示。
當X401接通時，M103停電，M103觸點閉合，且使M100動作并自鎖，M100常開觸點閉合，Y430線圈接通并自鎖。Y430的常開觸點閉合，為M101接通作準備。注意：X401斷開后，M103的線圈和觸點均斷開。M100和M101線圈斷開。當X401第二次接通時，M101線圈接通，其常閉觸點斷開，Y430線圈被斷電，電機停止。當然，用單按鈕控制電動機起停的程序設計方法有很多。用圖7所示的梯形圖程序同樣可以實現(xiàn)這一功能。


圖6  單按鈕起停電機梯形圖


圖7
6  邏輯錯誤檢測編程法
PLC控制系統(tǒng)在正常的情況下各輸入、輸出信號，中間記憶裝置之間存在著確定的邏輯關系，一旦出現(xiàn)異常邏輯關系，必定是控制系統(tǒng)出了故障。因此，我們可以事先編制好一些常見故障的異常邏輯程序加進用戶程序中，當這種邏輯關系實現(xiàn)狀態(tài)為“1”，就必然出現(xiàn)了相應的設備故障，即可將異常邏輯關系的狀態(tài)輸出作為故障信號，用來實現(xiàn)報警、停機等控制。例如某工作裝置有X0、Xl兩個輸入，Y0、Y1、Y2、Y3共4個輸出，其正常邏輯關系有以下3種：

其邏輯錯誤檢測程序如圖8所示，M400，M401，M402為合法狀態(tài)標志，Y4為報警、停機輸出觸點。


圖8  邏輯錯誤檢測程序梯形圖
7  對常閉觸點的處理
對于輸入外部控制信號的常閉觸點，在編制梯形用時要特別小心，否則可能導致編程錯誤。以電動機常用的起動和停止控制線路為例，其繼電器控制線路如圖9(a)所示。
當停止按鈕SB2(X402)是以常閉觸點接入PLC的輸入端時，由于在PC內部電源作用下輸入繼電器X402線圈已接通，所以需要用圖9(C)所示的梯形圖，否則，電機不能起動。如果SB2是以常開觸點接入X402端，則可用圖9(b)所示的梯形圖。這一點在設計梯形圖時我們一定要注意。


圖9
8  結束語可編程控制器的程序設計技巧還有很多，如對復雜電路的等效變換，高速計數(shù)器和特殊功能指令的使用等。這些設計技巧只要我們編程時注意使用，將會使我們設計的軟件更加合理、簡單，且滿足生產機械的工藝流程要求。當然，也只有積累了一定的編程技巧，我們設計程序才會更加容易、方便、快捷。

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單按鈕起停好像錯了！