西門(mén)子卡件6ES7591-1AA01-0AA0西門(mén)子卡件6ES7591-1AA01-0AA0
PLC的控制方式屬于存儲(chǔ)程序控制，其控制功能是通過(guò)存放在存儲(chǔ)器內(nèi)的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，若要對(duì)控制功能作必要修改，只需改變控制程序即可，這就實(shí)現(xiàn)了控制的軟件化?？删幊炭刂破鞯膬?yōu)點(diǎn)在于"可"字，從軟件來(lái)講，其控制程序可編輯、可修改；從硬件上講，其外部設(shè)備配置可變。構(gòu)建一個(gè)PLC控制系統(tǒng)的重心就在于控制程序的編制，但外部設(shè)備的選用也將對(duì)程序的編制產(chǎn)生影響。因此在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際需要，硬、軟件綜合考慮。本文就硬、軟兩方面，選取梯形圖為編程語(yǔ)言，以松下電工FPO-C32型PLC為例，對(duì)PLC使用過(guò)程中易出現(xiàn)的幾個(gè)問(wèn)題及解決方法進(jìn)行了分析。
一、外部輸入設(shè)備的選用與PLC輸入繼電器的使用
1. 外部輸入信號(hào)的采集
PLC的外部設(shè)備主要是指控制系統(tǒng)中的輸入輸出設(shè)備，其中輸人設(shè)備是對(duì)系統(tǒng)發(fā)出各種控制信號(hào)的主令電器，在編寫(xiě)控制程序時(shí)必須注意外部輸入設(shè)備使用的是常開(kāi)還是常閉觸點(diǎn)，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行程序編制。否則易出現(xiàn)控制錯(cuò)誤。
在PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器中有于輸入狀態(tài)存儲(chǔ)的輸入繼電器區(qū)，各輸入設(shè)備（開(kāi)關(guān)、按鈕、行程開(kāi)關(guān)或傳感器信號(hào)）的狀態(tài)經(jīng)由輸入接口電路存儲(chǔ)在該區(qū)域內(nèi)，每個(gè)輸入繼電器可存儲(chǔ)一個(gè)輸入設(shè)備狀態(tài)。PLC中使用的"繼電器"并非實(shí)體繼電器，而是"軟繼電器"，可提供無(wú)數(shù)個(gè)常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)用于編程。每個(gè)"軟繼電器"僅對(duì)應(yīng)PLC存儲(chǔ)單元中的一位（bit），該位狀態(tài)為"1"，表示該"軟繼電器線(xiàn)圈"通電，則程序中所有該繼電器的觸點(diǎn)都動(dòng)作。輸入繼電器作為PLC接收外部主令信號(hào)的器件，通過(guò)接線(xiàn)與外部輸入設(shè)備相聯(lián)系，其"線(xiàn)圈"狀態(tài)只能由外部輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)。輸入信號(hào)的采集工作示意圖如圖1。
輸入繼電器線(xiàn)圈其狀態(tài)取決于外部設(shè)備狀態(tài)
PLC輸入信號(hào)采集示意圖
，輸入設(shè)備選用的是按鈕SB0的常閉觸點(diǎn)，輸入繼電器X0的線(xiàn)圈狀態(tài)取決于SB0的狀態(tài)。該按鈕未按下時(shí)，輸入繼電器X0線(xiàn)圈狀態(tài)為"1"通電狀態(tài)，程序中所有X0觸點(diǎn)均動(dòng)作，即常開(kāi)觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)；若按下該按鈕，則輸入繼電器X0線(xiàn)圈狀態(tài)為"0"斷電狀態(tài)，程序中所有X0觸點(diǎn)均恢復(fù)常態(tài)。如果輸入繼電器連接的輸入設(shè)備是按鈕SB0的常開(kāi)觸點(diǎn)，則情況恰好相反：在該按鈕未按下時(shí)，輸入繼電器X0線(xiàn)圈狀態(tài)為"0"斷電狀態(tài)，程序中所有X0觸點(diǎn)均不動(dòng)作；若按下該按鈕，輸入繼電器X0線(xiàn)圈狀態(tài)為"1"通電狀態(tài)，程序中所有X0觸點(diǎn)均動(dòng)作。
2. 停車(chē)按鈕使用常閉型
由于PLC在運(yùn)行程序判別觸點(diǎn)通斷狀態(tài)時(shí)，只取決于其內(nèi)存中輸入繼電器線(xiàn)圈的狀態(tài)，并不直接識(shí)別外部設(shè)備，因此編程時(shí)，外部設(shè)備的選用與程序中的觸點(diǎn)類(lèi)型密切相關(guān)。這是一個(gè)在對(duì)照電氣控制原理圖進(jìn)行PLC編程時(shí)易出現(xiàn)的問(wèn)題。典型的例子是基本控制--"起保?？刂?中的停車(chē)控制。
圖2 "起保?？刂?電氣原理圖
圖2為"起保?？刂?電氣原理圖，在該系統(tǒng)中，按鈕SB0用于停車(chē)控制，因此使用其常閉觸點(diǎn)串聯(lián)于控制線(xiàn)路。SBl為起動(dòng)按鈕，使用其常開(kāi)觸點(diǎn)。若使用相同的設(shè)備（即停車(chē)SB0用常閉觸點(diǎn)，起動(dòng)SBl用常開(kāi)觸點(diǎn)），利用PLC進(jìn)行該控制，則需編程梯形圖程序（圖3）：
圖3 "起保停控制"梯形圖程序（停車(chē)按鈕使用常閉觸點(diǎn)）
I/O分配：SB0--X0，SBl--Xl，輸出Y0
該梯形圖中停車(chē)信號(hào)X0使用的是常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)在控制線(xiàn)路中，這是因?yàn)橥獠客＼?chē)設(shè)備選取按鈕常閉觸點(diǎn)所致，不操作該按鈕，則輸出Y0正常接通，若按下該按鈕，輸出Y0斷電。
3. 停車(chē)按鈕使用常開(kāi)型
若希望編制出符合我們平時(shí)閱讀習(xí)慣的梯形圖程序（圖4），則在選用外部停車(chē)設(shè)備時(shí)需使用按鈕SB0的常開(kāi)觸點(diǎn)與X0相連。
圖4 "起保停控制"梯形圖程序（停車(chē)按鈕使用常開(kāi)觸點(diǎn)）
I/O分配：SB0--X0，SBl--Xl，輸出Y0
圖3、4梯形圖完成相同的控制功能，程序中停車(chē)信號(hào)X0使用的觸點(diǎn)類(lèi)型卻不相同，其原因就是連接在輸入繼電器X0上的外部停車(chē)按鈕觸點(diǎn)類(lèi)型選用不同。圖4所示梯形圖程序更加符合我們的閱讀習(xí)慣，也更易分析其邏輯控制功能，因此在PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)中，外部開(kāi)關(guān)、按鈕無(wú)論用于起動(dòng)還是停車(chē)，一般都選用常開(kāi)型，這是一個(gè)在使用PLC時(shí)需要格外注意的問(wèn)題。
二、PLC的"串行"運(yùn)行方式與控制程序的編制
PLC與繼電接觸器控制的重要區(qū)別之一就是工作方式不同。繼電接觸器控制系統(tǒng)是按"并行"方式工作的，也就是說(shuō)是按同時(shí)執(zhí)行的方式工作的，只要形成電流通路，就可能有幾個(gè)電器同時(shí)動(dòng)作。而PLC是以"串行"方式工作的，PLC在循環(huán)執(zhí)行程序時(shí)，是按照語(yǔ)句的書(shū)寫(xiě)順序自上而下進(jìn)行邏輯運(yùn)算，而前面邏輯運(yùn)算的結(jié)果會(huì)影響后面語(yǔ)句的邏輯運(yùn)算結(jié)果。因此梯形圖編程時(shí)，各語(yǔ)句的位置也會(huì)對(duì)控制功能產(chǎn)生關(guān)鍵影響。例如：
5 程序1
程序1調(diào)試結(jié)果：X0接通3次，Y3接通，X0再接通1次，Y3斷開(kāi)。
6 程序2
程序2程序調(diào)試結(jié)果．X0接通3次，Y3接通即斷開(kāi)。
上面兩個(gè)程序中，輸出Y3、計(jì)數(shù)器CTl02及內(nèi)部通用繼電器R0前面的邏輯條件均相同，僅僅是計(jì)數(shù)器CTl02所在語(yǔ)句位置發(fā)生了變化，而兩段程序的運(yùn)行結(jié)果就截然不同。這是因?yàn)镃Tl02對(duì)輸出Y3的影響方式發(fā)生了變化。執(zhí)行段程序時(shí)，將首先判斷輸出Y3的狀態(tài)，再判斷CTl02的狀態(tài)，CTl02的狀態(tài)變化只能在下一個(gè)掃描周期對(duì)Y3產(chǎn)生影響；而執(zhí)行第二段程序時(shí)，將首先判斷CTl02的狀態(tài)，再判斷輸出Y3的狀態(tài)，CTl02的狀態(tài)變化將在該掃描周期直接影響Y3的狀態(tài)。
從以上討論可以得出，由于PLC采用"串行"工作方式，所以即使是同一元件，在梯形圖中所處的位置不同，其工作狀態(tài)也會(huì)有所不同，因此在利用梯形圖進(jìn)行控制程序編制時(shí)，應(yīng)對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行充分分析，合理安排各編程元件的位置，才能夠更為準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)控制。
三、PLC的編程元件
PLC的各種功能主要是通過(guò)運(yùn)行控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。編制程序時(shí)，需要合理使用PLC提供的編程元件（即軟元件）。FPO型PLC中常用的編程元件有兩種：位元件（bit）和字元件（word）。位元件實(shí)際上是PLC內(nèi)存區(qū)域所提供的一個(gè)二進(jìn)制位單元，又被稱(chēng)為軟繼電器，主要用作基本順序指令的編程元件，如輸入繼電器Xn、輸出繼電器Yn、內(nèi)部通用繼電器Rn、定時(shí)（計(jì)數(shù)）器等，其參與控制的方式主要是通過(guò)對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)的通斷狀態(tài)改變影響邏輯運(yùn)算結(jié)果即輸出。
字元件則為PLC內(nèi)存區(qū)域內(nèi)的一個(gè)字單元（16bit），主要用作功能指令和高級(jí)指令的編程元件，通常用以存放數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)寄存器DTn，定時(shí)(計(jì)數(shù))器的設(shè)定值SVn、經(jīng)過(guò)值EVn等。字元件沒(méi)有觸點(diǎn)，通常以整體內(nèi)容參與控制。
