【正文】 00輸出信號 東西綠燈 01000 東西黃燈 01001 東西紅燈 01002 南北綠燈 01100 南北黃燈 01101 南北紅燈 01102 交通燈狀態(tài)示意圖如圖8所示。西南北東綠黃紅紅黃綠紅黃綠綠黃紅 圖7 十字路口紅綠燈示意圖啟動開關(guān)南北紅燈東西綠燈東西紅燈東西黃燈南北綠燈南北黃燈時間 s3032203230圖8 交通燈狀態(tài)示意圖三．提示1．利用若干個定時器控制紅黃綠燈亮的時間及亮、滅順序。 2．利用1s時鐘脈沖繼電器25502作綠燈閃亮控制用。 四．思考題 上述實驗為交通燈正常時序控制，若改為急車強(qiáng)通控制，試編制程序。急車強(qiáng)通控制的要求如下： 急車強(qiáng)通信號受兩路急車強(qiáng)通開關(guān)控制。無急車時，交通燈按正常時序控制。有急車來時，將急車強(qiáng)通開關(guān)接通，不管原來交通燈的狀態(tài)如何，一律強(qiáng)制讓急車方向的綠燈亮，使急車放行，直到急車通過為止。急車一過，將急車強(qiáng)通開關(guān)斷開，交通燈的狀態(tài)立即轉(zhuǎn)為急車放行方向上的綠燈閃3次，隨后按正常時序控制。急車強(qiáng)通信號只能響應(yīng)一路方向的急車，若兩個方向先后來急車，則響應(yīng)先來的一路，隨后再響另應(yīng)一路。參考程序見圖9。 END00100圖9 程序的梯形圖TIM001TIM002TIM001TIM00001002TIM00001100TIM00030S0100101000TIM00133STIM005TIM00235STIM00355STIM00458STIM00560S25502010020110101002TIM004TIM002TIM003011002550201102TIM00301101TIM004TIM00501002010000100101102東西綠燈東西黃燈東西紅燈南北綠燈南北黃燈南北紅燈PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計調(diào)試中的一些問題的探討PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計調(diào)試過程如圖 所示1．深入了解被控制系統(tǒng)深入了解被控制系統(tǒng)是系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。設(shè)計前應(yīng)深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究, 搜集資料, 并與工藝、 機(jī)械方面的技術(shù)人員和現(xiàn)場操作人員密切配合, 共同解決設(shè)計中出現(xiàn)的問題。如果是改造舊設(shè)備, 還應(yīng)仔細(xì)閱讀原有的電氣圖紙和技術(shù)資料。在這一階段應(yīng)詳細(xì)了解被控制對象的全部功能, 如機(jī)械部件的動作順序、動作條件和必要的保護(hù)與連鎖功能, 設(shè)備內(nèi)部的機(jī)械、液壓氣動、儀表、電氣系統(tǒng)之間的關(guān)系 , 系統(tǒng)有那些工作方式 ( 如手動、自動、半自動等), PLC與其他智能設(shè)備( 如別的 PLC 、計算機(jī)、變頻調(diào)速、工業(yè)電視、機(jī)器人)之間的關(guān)系, PLC 是否需要通信聯(lián)網(wǎng), 電源突然停電及緊急情況的處理, 需要顯示哪些物理量及顯示的方式等等。這一階段應(yīng)確定哪些信號需要輸入給PLC, 哪些負(fù)載由PLC 驅(qū)動。最好分類統(tǒng)計出各輸入量和輸出量的性質(zhì) , 即它們是開關(guān)量還是模擬量 , 是直流量還是交流量 , 以及相應(yīng)電壓的大小等級。2．PLC 的型號選擇設(shè)計梯形圖程序 寫人、檢查程序 模擬調(diào)試在選擇PLC的型號時 , 應(yīng)考慮以下的問題。(1) 控制系統(tǒng)對PLC指令系統(tǒng)的要求。對于小型的僅需開關(guān)量控制的單臺設(shè)備 , 一般的小型 PLC 便可以滿足要求。如果系統(tǒng)要求 PLC 完成模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)換、 PID 閉環(huán)控制、運(yùn)動控制等工作 ,PLC 則應(yīng)有算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等功能 , 有時甚至要求 PLC 有開方、對數(shù)運(yùn)算等功能。(2) 估計對存儲器容量的要求在初步估算時, 對于開關(guān)量控制系統(tǒng), 將 I/0 點數(shù)乘以 8, 就是所需的存儲器的字?jǐn)?shù)。一般的 PLC 都能滿足這一要求。(3) 估計系統(tǒng)對 PLC 響應(yīng)時間的要求對于大多數(shù)應(yīng)用場合來說,PLC 的響應(yīng)時間并不是主要的問題 , 因為現(xiàn)代的 PLC 能以足夠高的速度處理大量的 I/O 數(shù)據(jù)和解算梯形圖邏輯。然而在某些要求較高的場合, 仍需考慮 PLC 的響應(yīng)時間。 PLC 的響應(yīng)時間是指將響應(yīng)的外部輸入轉(zhuǎn)換為給定的輸出所需的總時間 , 它包括輸入濾波器的延時時間和 I/O 服務(wù)延時時間。在前面曾分析過, 由于掃描工作方式引起的延時可達(dá) 2~3 個掃描周期。 為了減少 PLC 的 I/0 響應(yīng)延時時間 , 可以選擇掃描速度高的 PLC, 使用 PLC 的高速處 理指令, 或選用快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊。 (4)PLC 物理結(jié)構(gòu)的選擇按照物理結(jié)構(gòu) ,PLC 分為整體式和模塊式 , 整體式 PLC 每一 I/0 點的平均價格比模塊式 PLC 的價格要低 , 但模塊式 PLC 的功能擴(kuò)展方便靈活 , 如 I/0 點數(shù)的多少、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、 I/O 模塊的種類和塊數(shù)、特殊 I/0 模塊的使用等方面的選擇余地都比整體式 PLC 大得多, 維修時更換模塊、判斷故障范圍也很方便。因此對比較復(fù)雜的、要求較高的系統(tǒng)一般選用模塊式 PLC 。(5) 對 PLC 功能的特殊要求對于 PID 閉環(huán)控制、快速響應(yīng)、高速計數(shù)和運(yùn)動控制等特殊要求, 可以選用有相應(yīng)特殊 I/O 模塊的 PLC 。有模擬量檢測和控制功能的 PLC 價格較高。對于單臺小型設(shè)備, 可以考慮用模擬電路控制模擬量。對精度要求不高的恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng), 可以用電接點溫度表和電接點壓力表之類傳感器 , 將被控物理量控制在設(shè)定的范圍內(nèi), 也可以考慮采用工業(yè)控制計算機(jī)PLC 混合控制系統(tǒng) , 用工業(yè)控制計算機(jī)實現(xiàn)模擬量的檢測和控制。 (6) 對 PLC 通信聯(lián)網(wǎng)功能的要求 如果要求將 PLC 納入工廠的自動控制網(wǎng)絡(luò) ,PLC 應(yīng)有通信聯(lián)網(wǎng)的功能。備有串行通信接口的 PLC 可以連接打印機(jī)、 CRT 及其他 PLC 和上位計算機(jī)。3．開關(guān)量 I/0 模塊的選擇根據(jù) PLC 的輸入量和輸出量的點數(shù)和性質(zhì), 可以確定 I/O 模塊的型號和數(shù)量。每一模塊的點數(shù)可能有 4,8,16,32 和 64 點 , 點數(shù)多的模塊每點平均價格要稍低一些。（1） 開關(guān)量輸入模塊的選擇 交流輸入方式的觸點接觸可靠 , 適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。輸入電壓有110V,220 V 兩種。 直流輸入電路的延遲時間較短 , 可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入裝置連接。（2） 開關(guān)量輸出模塊的選擇選擇時應(yīng)考慮負(fù)載電壓的種類和大小、系統(tǒng)對延遲時間的要求、負(fù)載狀態(tài)變化的頻繁程度等, 還應(yīng)注意同一輸出模塊分別驅(qū)動電阻性負(fù)載、電感性負(fù)載和白熾燈時 , 其驅(qū)動能力的差異。繼電器輸出模塊的電壓范圍廣, 導(dǎo)通電壓小, 承受瞬時過電壓和過電流的能力較強(qiáng) , 但是動作速度較慢, 壽命有一定的限制。如果系統(tǒng)輸出量的變化不是很頻繁, 應(yīng)優(yōu)先選用繼電器型的。晶體管型與雙向可控硅型模塊分別用于直流負(fù)載和交流負(fù)載, 它們的可靠性高, 反應(yīng)速度快, 壽命長, 但是過載能力稍差。4．硬件設(shè)計（1） 確定系統(tǒng)元件確定系統(tǒng)輸入元件( 如按鈕、指令開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器、變送器等 ) 和輸出元件( 如繼電器、接觸器、電磁閥、指示燈等)的型號, 它們屬于一般的電氣元件, 其選擇方法可以參閱有關(guān)的書籍。（2）確定 PLC 的型號和硬件配置根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的要求, 以及 PLC 的輸入量、輸出量的類型和點數(shù), 確定出 PLC 的型號和硬件配置。對于整體式 PLC, 應(yīng)確定基本單元和擴(kuò)展單元的型號。 對于模塊式 PLC, 應(yīng)確定框架或基板的型號, 選擇所需模塊的型號和每種型號的塊數(shù) , 還應(yīng)確定 PLC 的編程器和其他外圍設(shè)備的型號。（3） 給 PLC 的輸入量和輸出量分配元件號這一步只確定輸入輸出量的元件號。輸入輸出繼電器的元件號與它們對應(yīng)的 I/0 信號所接端子編號是一致的, 這為繪制硬件接線圖作好了準(zhǔn)備。最好列一張 I/0 信號表, 表中表明各信號的名稱、代號、連接的設(shè)備、功能和分配的元件號, 如果使用有多個框架的模塊式 PLC, 還應(yīng)標(biāo)明各信號所在的框架、模塊序號和所接的端子號。如果有必要還應(yīng)列出信號的有效狀態(tài), 是上升沿有效還是下降沿有效, 是高電平有效還是低電平有效等等。對于開關(guān)量輸入信號, 還可以列出是常開觸點還是長閉觸點, 觸點在什么條件下接通或斷開等。如果程序相當(dāng)復(fù)雜, 那么只有在編寫程序的過程中才能逐步確定需要使用多少個輔助繼電器、定時器、計數(shù)器等內(nèi)部編程元件, 并確定它們的元件號。（4） 畫出硬件接線圖給輸入量、輸出量分配好元件號后 , 設(shè)計出 PLC 的外部硬件接線圖以及其他電氣部分的原理圖、接線圖及其他安裝所需的圖紙。5．程序設(shè)計首先應(yīng)根據(jù)總體要求和控制系統(tǒng)的具體情況, 確定用戶程序的基本結(jié)構(gòu), 畫出程序結(jié)構(gòu)方框圖。對于開關(guān)量控制系統(tǒng)的程序, 則應(yīng)首先畫出順序功能圖。框圖和順序功能圖是編程的主要根據(jù), 應(yīng)盡可能準(zhǔn)確和詳細(xì)。開關(guān)量控制程序一般用梯形圖語言進(jìn)行設(shè)計, 較簡單系統(tǒng)的梯形圖可以用經(jīng)驗法設(shè)計, 對于比較復(fù)雜的系統(tǒng) , 一般采用順序控制的設(shè)計方法。畫出系統(tǒng)的順序功能圖后, 可以選擇文獻(xiàn)介紹的某一種編程方式, 設(shè)計出自動控制工作方式的梯形圖。6．模擬調(diào)試程序?qū)⒃O(shè)計好的程序?qū)懭?PLC 后, 首先逐步仔細(xì)檢查, 并改正寫入時出現(xiàn)的錯誤。 用戶程序一般先在實驗室模擬調(diào)試, 實際的輸入信號可以用鈕子開關(guān)和按鈕來模擬, 各輸出量的通斷狀態(tài)用 PLC 上的有關(guān)發(fā)光二極管來顯示, 一般不用接實際的負(fù)載( 如接觸器、 電磁閥等)?？梢愿鶕?jù)順序功能圖, 在適當(dāng)?shù)臅r候用開關(guān)或按鈕來模擬實際的反饋信號( 如限位開關(guān)觸點的接通 ) 。對于順序控制程序, 調(diào)試程序順序的主要任務(wù)是檢查程序的運(yùn)行是否符合順序功能圖的規(guī)定 , 當(dāng)某一轉(zhuǎn)換條件實現(xiàn)時, 是否發(fā)生活動狀態(tài)的正確變化, 即該轉(zhuǎn)換所有的前幾步是否變?yōu)椴换顒硬? 所有的后續(xù)步是否變?yōu)榛顒硬? 以及各步的負(fù)載是否發(fā)生相應(yīng)的變化。在調(diào)試時應(yīng)盡可能對系統(tǒng)各種不同的工作方式、有選擇序列的順序功能圖中的每一條支路、各種可能的路線等都逐一檢查, 不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時修改梯形圖和 PLC 中的程序, 直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系都完全符合設(shè)定值。在設(shè)計和模擬調(diào)試程序的同時, 還可以設(shè)計、制作控制臺或控制柜, PLC 之外的其他硬件的安裝、接線工作也可以同時進(jìn)行。7．現(xiàn)場調(diào)試完成以上工作后, 將 PLC 安裝在控制現(xiàn)場進(jìn)行聯(lián)機(jī)總調(diào)試, 在調(diào)試過程中將暴露出系統(tǒng)可能存在的傳感器、執(zhí)行器、硬接線等方面的問題, 以及 PLC 的外部接線圖和梯形圖程序設(shè)計等的問題, 經(jīng)分析后逐一清除。8．編寫技術(shù)文件 系統(tǒng)交付使用后, 應(yīng)根據(jù)調(diào)試的最終結(jié)果整理出完整的技術(shù)文件, 并提供給用戶, 以利 于系統(tǒng)的維修和改進(jìn)。技術(shù)文件應(yīng)包括 : ① PLC 的外部接線圖和其他電氣圖紙。 ② PLC 的編程元件表, 包括程序使用的輸入輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(shù)器、狀態(tài)計數(shù)器等的元件號、名稱、功能, 以及定時器、計數(shù)器的設(shè)定值等。 ③帶注釋的梯形圖和必要的總體文字說明。 ④如果梯形圖是用順序控制法編寫的 , 應(yīng)提供順序功能圖或狀態(tài)表。可編程控制器的系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用第一節(jié)系統(tǒng)設(shè)計的原則與步驟一、系統(tǒng)設(shè)計原則 任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的要求 , 以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在 PLC 的系統(tǒng)設(shè)計時也應(yīng)該把這個問題放到首位。 PLC 系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)當(dāng)遵循以下原則。 1. 滿足要求 最大限度地滿足被控對象的控制要求 , 是設(shè)計控制系統(tǒng)的首要前提。這也是設(shè)計中最重 .要的一條原則。這就要求設(shè)計人員在設(shè)計前就要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究 , 收集控制現(xiàn)場的資 料 , 收集控制過程中有效的控制經(jīng)驗 , 收集與本控制系統(tǒng)有關(guān)的先進(jìn)的國內(nèi)、國外資料 , 進(jìn)行系 統(tǒng)設(shè)計。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場工程操作人員緊密配合 , 擬 定控制方案 , 共同解決設(shè)計中的重點問題和疑難問題。2. 安全可靠控制系統(tǒng)長期運(yùn)行中能否達(dá)到安全、可靠、穩(wěn)定 , 是設(shè)計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計者要考慮控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。為了能達(dá)到這一點 , 要求在系統(tǒng)設(shè)計 上、器件選擇上、軟件編程上要全面考慮。比如說 , 在硬件和軟件的設(shè)計上 , 應(yīng)該保證 PLC 程 序不僅在正常條件下能正確運(yùn)行 , 而且在一些非正常情況 ( 如突然掉電再上電 , 按鈕按錯 ) 下 , 也能正常工作。程序能接受并且只能接受合法操作 , 對非法操作 , 程序能予以拒絕等等。3. 經(jīng)濟(jì)實用 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行也是系統(tǒng)設(shè)計的一項重要原則。一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量 , 提高產(chǎn)品的數(shù)量 , 從而為工程帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但是 , 新工程的投入、技術(shù)的培 訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也會導(dǎo)致工程的投入和運(yùn)行資金的增加。在滿足控制要求的前提下 , 一方面要 注意不斷地擴(kuò)大工程的效益 , 另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求 , 不僅應(yīng)該 使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì) , 而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)既方便又成本低。4. 適應(yīng)發(fā)展社會在不斷地前進(jìn) , 科學(xué)在不斷地發(fā)展 , 控制系統(tǒng)的要求也一定會不斷地在提高 , 不斷地