【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 序執(zhí)行階段 輸出階段 輸入階段 程序執(zhí)行階段 4 梯形圖語(yǔ)言是在繼電器控制電路圖的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。最大的優(yōu)點(diǎn)就是直觀易懂，使用簡(jiǎn)單方便。對(duì)來(lái)自電氣方面的用語(yǔ)，通過(guò)梯形圖很容易就能掌握，同時(shí)它也是 PLC 的主要編程語(yǔ)言。例如，一個(gè)簡(jiǎn)單 PLC 控制系統(tǒng)，當(dāng)常開按鈕SBFl 動(dòng)作時(shí)，水泵開啟，當(dāng)常閉按鈕 SBSl 動(dòng)作時(shí)，水泵停止運(yùn)行。用繼電器控制和用 PLC 控制的梯形圖如圖 14 和圖 15 所示。 圖 14 繼電器控制電氣圖 圖 15 PLC控制梯形圖 助記符語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言類似，它使用字符來(lái)代表可編程控制器的某種操作，這就要求用戶要有一定的計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ)。用助記符語(yǔ)言編寫上一個(gè)例子的程序如下： LD I0 OR Q0 ANDN I1 OUT Q0 西門子公司的 S7 系列 PLC 除了可以用梯形圖和助記符語(yǔ)言進(jìn)行編程外，還可以用功能塊圖語(yǔ)言進(jìn)行編程。功能塊圖語(yǔ)言與數(shù)字電 子技術(shù)的邏輯電路圖類似，不同的功能塊實(shí)現(xiàn)不同的功能，從而實(shí)現(xiàn)所需控制要求。 如圖 16 所示： 圖 16 PLC 功能塊圖 SBF1 KM1 KM1 SBFS X0 X1 Q0 Q0 OR AND 5 、 設(shè)計(jì)原則及步驟 PLC 控制系統(tǒng)由硬件部分和軟件部分組成。 對(duì)于整個(gè) PLC控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其硬件部分不僅包括選擇符合控制要求的 PLC機(jī)型、存儲(chǔ)器容量、電源模塊、輸入 /輸出模塊、通信模塊、模擬量輸入 /輸出模塊和特殊功能模塊等，還應(yīng)當(dāng)包括選擇合適的可編程控制器外圍裝置、設(shè)備與接口，如輸入設(shè)備（控制按鈕、開關(guān)、傳感器等）、執(zhí)行裝置（接觸器、繼電器等）和由執(zhí)行 裝置控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（水泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門等）。 軟件部分主要包括對(duì) PLC 進(jìn)行 I/O 點(diǎn)地址、內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等的分配， PLC 控制程序的設(shè)計(jì)（梯形圖、語(yǔ)句表、流程圖等），還有一些技術(shù)文件等。 PLC 控制系統(tǒng)是為工藝流程服務(wù)的，所以它首先要能很好地實(shí)現(xiàn)工藝提出的控制要求。 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則。 （ 1）根據(jù)工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，力求控制系統(tǒng)能最大限度地滿足控制要求。 （ 2）在滿足控制要求的前提下，盡量減少 PLC 系統(tǒng)硬件費(fèi)用。 （ 3）考慮到以后控制要求的變化，所以控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮 PLC 的可擴(kuò)展性 。 （ 3）控制系統(tǒng)使用和維護(hù)方便、安全可靠。 一般 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟如圖 17 所示，具體操作如下。 （ 1）控制要求分析 在設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)之前，必須對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行細(xì)致的分析，詳細(xì)了解控制對(duì)象和控制要求，這樣才 能真正明白自己所要完成的任務(wù)，并更好地完成任務(wù)，設(shè)計(jì)出令人滿意的控制系統(tǒng)。 （ 2）確定輸入 /輸出設(shè)備 根據(jù)控制要求選擇合適的輸入設(shè)備（控制按鈕、開關(guān)、傳感器等）和輸出設(shè)備（接觸器、繼電器等），根據(jù)所選用的輸入 /輸出設(shè)備的類型和數(shù)量確定 PLC的 I/0 點(diǎn)數(shù)。 （ 3）選擇合適 PLC 確定 PLC 的 I/0 點(diǎn)數(shù)后，就根據(jù) I/0 點(diǎn)數(shù)、控制要求等來(lái)進(jìn)行 PLC 的選擇。選擇包括機(jī)型、存儲(chǔ)器容量、輸入 /輸出模塊、電源模塊和智能模塊等。 （ 4） I/0 點(diǎn)數(shù)分配 點(diǎn)數(shù)分配就是規(guī)定 PLC 的 I/0 端子和輸入 /輸出設(shè)備。 （ 5） PLC 程序設(shè)計(jì) 首先把工藝流程分為若干階段，確定每一階段的輸入信號(hào)和輸出要控制的設(shè)備，還有不同階段之間的聯(lián)系，然后畫出程序流程圖，最后再進(jìn)行程序編制。 （ 6）模擬調(diào)試 程序編制好后，可以用按鈕和開關(guān)模擬數(shù)字量，電壓源和電流源代替模擬量， 6 進(jìn)行模擬調(diào)試，使控制程序基本滿足控制要求。 （ 7）現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試 現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試就是將 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。在這一步中可以發(fā)現(xiàn)程序存在的實(shí)際問(wèn)題，然后經(jīng)過(guò)修正后使其滿足控制要求。 （ 8）整理技術(shù)文件 這一步主要包括整理與設(shè)計(jì)有關(guān)的文檔，包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書、 I/O 接線原理圖、程序清單和使用說(shuō)明書等。 圖 17設(shè)計(jì)步驟示意圖 控制要求分析 開始設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)結(jié)束 確定輸入輸出設(shè)備 現(xiàn)場(chǎng)模擬調(diào)試 選擇合適的 PLC I/O 點(diǎn)數(shù)分配 PLC 程序設(shè)計(jì) 模擬調(diào)試 整理技術(shù)文件 7 2 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的方案論證 某自動(dòng)生產(chǎn)線上運(yùn)料小車的運(yùn)動(dòng) 如圖 21 所示： 圖 21運(yùn)料小車示意圖 運(yùn)料小車由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，小車向右行，電機(jī)反轉(zhuǎn)，小向左行。 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)圖如圖 22 所示： 圖 22三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)主電路圖 在生產(chǎn)線上有 5 個(gè)編號(hào)為 l～ 5 的站點(diǎn)供小車?？浚诿恳粋€(gè)?？空景惭b一個(gè)行程開關(guān)以監(jiān)測(cè)小車是否到達(dá)該站點(diǎn)。對(duì)小車的控制除了啟動(dòng)按鈕和停止按鈕之外，還設(shè)有 4 個(gè)呼叫按鈕開關(guān) (SK2～ SK5）分別與 4 個(gè)?？空?點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。 運(yùn)料小車在自動(dòng)化生產(chǎn)線上運(yùn)動(dòng)的控制要求如下： （ 1）按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作； （ 2） 按下啟動(dòng)按鈕后，小車在 1 號(hào)站停 20S 裝料，結(jié)束后若有呼叫按鈕按下，小車右行，到達(dá)呼叫按鈕對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)小車停止并卸料， 15S 后卸料完畢自動(dòng)化生產(chǎn)線 運(yùn)料小車 1 號(hào)站 _____ 2 號(hào)站 4 號(hào)站 3 號(hào)站 5 號(hào)站 運(yùn)料小車 8 小車右行，到達(dá)裝料停靠點(diǎn)時(shí)小車停止。 （ 3）呼叫按鈕開關(guān) SK2～ SK5 應(yīng)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先。 方案論證 早期運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)多為繼電器 接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng) ， 這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長(zhǎng) 、 體積大 、 成本高等缺陷 ， 幾乎無(wú)數(shù)據(jù)處理和通信功能 ， 必須有專人負(fù)責(zé)操作 。 后來(lái)，單片機(jī)應(yīng)用到運(yùn)料小車控制系統(tǒng)中。單片機(jī) 有優(yōu)異的性能價(jià)格比 、 集成度高 、 體積小 、 有很高的可靠性 、 控制功能強(qiáng) 、 低功耗 、 低電壓 ， 便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 ， 外部總線增加了 I C 及