西門子PLC模塊總代理

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采用移植設(shè)計法的PLC控制程序設(shè)計

?PLC控制程序是整個PLC控制系統(tǒng)的關(guān)鍵和核心,，程序質(zhì)量的好壞對整個控制系統(tǒng)性能有直接的影響,。然而PLC初學(xué)者對程序設(shè)計常常感到很困惑，無從下手,。PLC程序設(shè)計也具有一定的規(guī)律可循,，對于一些特定的功能通常都有相對固定的設(shè)計方法,。常用的程序設(shè)計方法有"繼電器-接觸器"控制線路移植(轉(zhuǎn)換)設(shè)計法、經(jīng)驗設(shè)計法,、邏輯設(shè)計法,、時序圖設(shè)計法,、順序功能圖設(shè)計法等。在程序設(shè)計過程中究竟采用哪種方法并無定論,。事實上,，對于一個一般規(guī)模的控制系統(tǒng)來說往往是多種設(shè)計方法的融會貫通。要想編好PLC程序需要在熟悉硬件,，掌握基本指令和基本控制環(huán)節(jié)以及常用編程方法的基礎(chǔ)上多借鑒,、多實踐、多總結(jié),，這樣才能真正掌握PLC程序設(shè)計技術(shù),。

??采用移植設(shè)計法的應(yīng)用程序設(shè)計

??移植設(shè)計法主要是用來對原有機(jī)電控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。PLC控制取代"繼電器-接觸器"控制已是大勢所趨,，用PLC改造"繼電器-接觸器"控制系統(tǒng),，根據(jù)原有的"繼電器-接觸器"電路圖來設(shè)計梯形圖顯然是一條捷徑。這是由于原有的"繼電器-接觸器"控制系統(tǒng)經(jīng)過了長期的使用和考驗,，已經(jīng)被證明能夠完成系統(tǒng)要求的控制功能,，而"繼電器-接觸器"電路圖又與梯形圖極為相似，因此可以將"繼電器-接觸器"電路圖經(jīng)過適當(dāng)?shù)?翻譯",，直接轉(zhuǎn)化為具有相同功能的PLC梯形圖程序,，所以人們將這種設(shè)計方法稱為"移植設(shè)計法"或"翻譯法"。這種設(shè)計方法沒有改變系統(tǒng)的外部特性,，對于操作工人來說,，除了控制系統(tǒng)的可靠性提高了之外，改造前后的系統(tǒng)沒有什么本質(zhì)區(qū)別,，他們不用改變長期形成的操作習(xí)慣,。這種設(shè)計方法一般不需要改動控制面板及器件，因此可以減少硬件改造的費用和改造的工作量,。

??"繼電器-接觸器"電路圖是一個純粹的硬件電路圖,。將它改為PLC控制時，需要用PLC的外部接線圖和梯形圖來等效"繼電器-接觸器"電路圖,?？梢詫LC想象成是一個控制箱，其外部接線圖描述了這個控制箱的外部接線,，梯形圖是這個控制箱的內(nèi)部"線路圖",，梯形圖中的輸入位和輸出位是這個控制箱與外部世界聯(lián)系的“接口繼電器”，這樣就可以用分析"繼電器-接觸器"電路圖的方法來分析PLC控制系統(tǒng),。在分析梯形圖時可以將輸入位的觸點想象成對應(yīng)的外部輸入器件的觸點,，將輸出位的線圈想象成對應(yīng)的外部負(fù)載的線圈。外部負(fù)載的線圈除了受梯形圖的控制外，還能受外部觸點的控制,。

??將"繼電器-接觸器"電路圖轉(zhuǎn)換成為功能相同的PLC的外部接線圖和梯形圖的步驟如下,。

??①了解和熟悉被控設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成、生產(chǎn)工藝過程和機(jī)械各部件的運動,，根據(jù)"繼電器-接觸器"電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理,。

??②確定PLC的輸入信號和輸出負(fù)載?！袄^電器-接觸器”電路圖中的交流接觸器和電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)如果用PLC的輸出位來控制,，它們的線圈接在PLC的輸出端;按鈕、操作開關(guān)和行程開關(guān),、接近開關(guān)等提供PLC的數(shù)字量輸入信號;"繼電器-接觸器"電路圖中的中間繼電器和時間繼電器的功能用PLC內(nèi)部的輔助繼電器和定時器來完成,，它們與PLC的輸入位、輸出位均無關(guān),。

??③選擇PLC的型號,，根據(jù)系統(tǒng)所需要的功能和規(guī)模選擇CPU模塊、電源模塊,、數(shù)字量輸入和輸出模塊,，對硬件進(jìn)行組態(tài)，確定輸入/輸出模塊在機(jī)架中的安裝位置和它們的起始地址,。

??④確定PLC各數(shù)字量輸入信號與輸出負(fù)載對應(yīng)的輸入位和輸出位的地址,，畫出PLC外部的實際接線圖。各輸入和輸出在梯形圖中的地址取決于它們的模塊的起始地址和模塊中的接線端子號,。

??⑤確定與"繼電器-接觸器"電路圖中的中間,、時間繼電器對應(yīng)的梯形圖中的輔助繼電器和定時器、計數(shù)器的地址,。

??⑥根據(jù)上述的對應(yīng)關(guān)系畫出梯形圖,。

??據(jù)此，現(xiàn)將某臥式鏜床"繼電器-接觸器"控制系統(tǒng)移值設(shè)計為PLC控制系統(tǒng),。

??(1)某臥式鏜床“繼電器-接觸器”控制系統(tǒng)的電路圖

??某臥式鏜床"繼電器-接觸器"控制系統(tǒng)的電路圖如圖5-6所示,，它包括主電路、控制電路,、照明電路和信號指示電路。鏜床的主軸電動機(jī)M1是雙速異步電動機(jī);中間繼電器KAl 和KA2控制主軸電動機(jī)的啟動和停止;接觸器KM1和KM2控制主軸電動機(jī)的正反轉(zhuǎn);接觸器KMA,、KM5和時間繼電器KT控制主軸電動機(jī)的變速;接觸器KM3用來短接串在定子回路的制動電阻,。SQ1、SQ2和SQ3,、SQ4是變速操縱盤上的限位開關(guān);SQ5和SQ6是主軸進(jìn)刀與工作臺移動互鎖限位開關(guān);SQ7和SQ8是鏜頭架和工作臺的正,、反向快速移動開關(guān)。

??(2)臥式鏜床PLC控制系統(tǒng)外部的實際接線圖

??改造后的PLC控制系統(tǒng)外部的實際接線圖如圖5-7所示,。主電路,、照明電路和信號指示電路同原電路不變,，其控制電路的功能由PLC實現(xiàn)。

??(3)臥式鏜床PLC控制的梯形圖和語句表程序

??根據(jù)原PLC的實際接線圖,，再加上原"繼電器-接觸器"控制電路中KA1,、KA2和KT 分別與PLC內(nèi)部的M300、M301和T37相對應(yīng),，可設(shè)計出PLC控制的梯形圖和語句表程序如圖5-8所示,。

??(4)設(shè)計說明

??設(shè)計過程中應(yīng)注意梯形圖與“繼電器-接觸器”電路圖的區(qū)別。梯形圖是一種軟件,，是PLC圖形化的程序,，PLC梯形圖是串行工作的，而在"繼電器-接觸器"電路圖中,，各電氣元器件可以同時動作(并行工作),。

??根據(jù)"繼電器-接觸器"電路圖設(shè)計PLC的外部接線圖和梯形圖時應(yīng)注意以下問題。

??①應(yīng)遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定 由于工作原理不同,，梯形圖不能照搬“繼電器-接觸器"電路中的某些處理方法,。例如在繼電器電路中，觸點可以放在線圈的兩側(cè),，但是在梯形圖中,，線圈必須放在電路的*右邊。

??②適當(dāng)?shù)姆蛛x“繼電器-接觸器”電路圖中的某些電路 設(shè)計“繼電器-接觸器”電路圖時的一個基本原則是盡量減少圖中使用的觸點的個數(shù),，因為這意味著成本的節(jié)約,，但是這往往會使某些線圈的控制電路交織在一起。在設(shè)計梯形圖時首要的問題是設(shè)計的思路要清楚,，設(shè)計出的梯形圖容易閱讀和理解,，并不是特別在意是否多用了幾個觸點，因為這不會增加硬件的成本,，只是在輸入程序時需要多花費一點時間,。

??③盡量減少PLC的輸入和輸出端子 PLC的價格與1/O端子數(shù)有關(guān)，因此減少輸入,、輸出信號的點數(shù)是降低硬件費用的主要措施,。在PLC的外部輸入電路中，各輸入端可以接常開觸點或常閉觸點,，也可以接觸點組成的串,、并聯(lián)電路。PLC不能識別外部電路的結(jié)構(gòu)和觸點類型,，只能識別外部電路的通斷,。

??④代換時間繼電器 物理時間繼電器有通電延時型和斷電延時型兩種。通電延時型時間繼電器其延時動作的觸點有通電延時閉合和通電延時斷開兩種。斷電延時型時間繼電器,，其延時動作的觸點有斷電延時閉合和斷電延時斷開兩種,。在用PLC控制時，時間繼電器可以用PLC的定時器或計數(shù)器或者是二者的組合來代替,。

??⑤設(shè)置中間單元 在梯形圖中,，若多個線圈都受某一觸點串、并聯(lián)電路的控制,。為了簡化電路,，在梯形圖中可以設(shè)置中間單元，即用該電路來控制某存儲位,，在各線圈的控制電路中使用其常開觸點,。這種中間元件類似于"繼電器-接觸器"電路中的中間繼電器。

??⑥設(shè)立外部互鎖電路 控制異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的交流接觸器如果同時動作,，將會造成三相電源短路,。為了防止出現(xiàn)這樣的事故，應(yīng)在PLC外部設(shè)置硬件互鎖電路,。

??⑦重新確定外部負(fù)載的額定電壓 PLC雙向晶閘管輸出模塊一般只能驅(qū)動額定電壓AC220V的負(fù)載,，如果系統(tǒng)原來的交流接觸器的線圈電壓為380V，應(yīng)換成220V的線圈,，或是設(shè)置外部中間繼電器,。