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1.引言

PLC最為用戶推崇的優(yōu)點(diǎn)之一就是編程簡(jiǎn)單。PLC的生產(chǎn)廠家眾多，但所有PLC的編程都使用以繼電器邏輯控制為基礎(chǔ)的梯形圖。PLC的梯形圖程序源于傳統(tǒng)的繼電器控制原理圖。他具有直觀，易讀的特點(diǎn)，并照顧到了電氣自動(dòng)化技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣和思維習(xí)慣大大加速了PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用^[1]。

在生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化中，按時(shí)間原則控制的PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，如交通燈控制系統(tǒng)、噴泉控制系統(tǒng)等。但是，在這類系統(tǒng)中負(fù)載的工作時(shí)序復(fù)雜，程序的編寫(xiě)比較困難。本文以三菱公司FX2N系列PLC為例，給出了時(shí)間原則控制的PLC程序的編寫(xiě)方法。按照本文提供的編程方法，可以較容易的寫(xiě)出復(fù)雜的、按時(shí)間原則控制的PLC程序。

2.PLC內(nèi)部定時(shí)器

定時(shí)器在PLC中相當(dāng)于一個(gè)時(shí)間繼電器，他有一個(gè)設(shè)定值寄存器、一個(gè)當(dāng)前值寄存器以及無(wú)數(shù)個(gè)觸點(diǎn)。不同型號(hào)的PLC的定時(shí)器的個(gè)數(shù)是不一樣的。

2．1 通用定時(shí)器

通用定時(shí)器分為兩類，編號(hào)T0～T199為100ms定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間0.1~3276.7s。編號(hào)T200～T245為10ms定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間0.1~327.67s。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入斷開(kāi)后，定時(shí)器和輸出觸點(diǎn)復(fù)位。

2．  2積算定時(shí)器

積算定時(shí)器分為兩類，編號(hào)T246～T249為1ms定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間0.001~32.767s。編號(hào)T250～T255為100ms定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間0.1~3276.7s。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入斷開(kāi)后，定時(shí)器和輸出觸點(diǎn)不復(fù)位。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入再次接通后，定時(shí)器繼續(xù)進(jìn)行定時(shí)。

3.編程方法和實(shí)例

3.1編程方法

對(duì)于時(shí)間原則控制的PLC程序的編程方法是：

首先，分析系統(tǒng)的輸出，畫(huà)出輸出控制的時(shí)序圖。

其次，確定控制系統(tǒng)輸出的循環(huán)周期，把循環(huán)周期分成若干個(gè)時(shí)間段。時(shí)間段劃分的原則是，只要這一段時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)的輸出不同就要自成一段。

第三，根據(jù)劃分的時(shí)間段，確定程序當(dāng)中使用的定時(shí)器個(gè)數(shù)，原則是有幾個(gè)時(shí)間段就用幾個(gè)定時(shí)器。并根據(jù)這一時(shí)間段的時(shí)間確定定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間。

最后，根據(jù)輸出的得電條件和失電條件編寫(xiě)PLC的梯形圖程序。其中輸出的得電條件是這一段輸出所對(duì)應(yīng)的定時(shí)器的常開(kāi)觸點(diǎn)，輸出的失電條件是這一段輸出所對(duì)應(yīng)的下一個(gè)定時(shí)器的常閉觸點(diǎn)。在一個(gè)周期內(nèi)，執(zhí)行元件有幾次輸出就有幾個(gè)并行的控制邏輯組成，每一個(gè)并行控制有各自的得電條件和失電條件。

下面就結(jié)合一個(gè)噴泉控制程序說(shuō)明編程的方法。

3.2編程實(shí)例

3.2.1噴泉控制系統(tǒng)要求

整個(gè)噴泉有三組噴頭，分別是A、B、C。要求啟動(dòng)按鈕按下后，A噴5s后停止，接著B和C同時(shí)噴，B噴5s后停止，再過(guò)5s，C也停噴，然后是A和B同時(shí)噴出，再過(guò)2s，C也噴出，C噴出5s后ABC全停止。3s后開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。停止按鈕按下后ABC全停。

3.2.2控制系統(tǒng)輸出時(shí)序圖

通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)的分析，可以畫(huà)出系統(tǒng)輸出時(shí)序圖，如圖1所示。系統(tǒng)的循環(huán)周期為25s，根據(jù)每一個(gè)時(shí)間段系統(tǒng)輸出的不同，一個(gè)周期劃分為6個(gè)時(shí)間段。共使用編號(hào)為T0～T5的六個(gè)定時(shí)器。定時(shí)器定時(shí)時(shí)間分別為：5s、5s、5s、2s、5s、3s。

圖1系統(tǒng)輸出時(shí)序圖

3.2.3控制系統(tǒng)的真值表和邏輯表達(dá)式
    根據(jù)對(duì)控制系統(tǒng)的分析，噴頭A在0～5s以及15～22s有輸出；噴頭B在5～10s以及15～22s有輸出；噴頭C在5～15s以及17～22s有輸出。控制系統(tǒng)輸出的真值表如表1所示。

表1控制系統(tǒng)輸出的真值表

3.2.4編程方法和梯形圖程序

在控制系統(tǒng)中，各個(gè)定時(shí)器線圈是順序得電的。T0定時(shí)器首先由M0的常開(kāi)觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，由定時(shí)器T5的常閉觸點(diǎn)復(fù)位。T1定時(shí)器由T0的常開(kāi)觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，以后依次類推。

時(shí)間原則控制的PLC程序編寫(xiě)的關(guān)鍵是找到每一個(gè)輸出繼電器線圈的得電條件和失電條件。而這些條件是由時(shí)序圖得出的。噴頭A在0～5s以及15～22s有輸出，所以噴頭A對(duì)應(yīng)的輸出繼電器Y1的線圈由兩個(gè)并行的控制邏輯組成。對(duì)于噴頭A，第一條控制線路的得電條件是輔助繼電器M0觸點(diǎn)閉合，即啟動(dòng)按鈕按下，失電條件是定時(shí)器T0定時(shí)時(shí)間到，所以在這一條線路上包括M0常開(kāi)觸點(diǎn)和T0的常閉觸點(diǎn)；第二條控制線路的得電條件是T2定時(shí)時(shí)間到，失電條件是定時(shí)器T4定時(shí)時(shí)間到，所以在這一條線路上包括T2常開(kāi)觸點(diǎn)和T4的常閉觸點(diǎn)。其他輸出繼電器線圈的得電條件和失電條件的分析過(guò)程是一樣的。

輸出繼電器線圈邏輯表達(dá)式分別是：

4.總結(jié)

時(shí)間原則控制的PLC程序復(fù)雜，本人在可編程控制器原理及應(yīng)用的教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，感到學(xué)生編寫(xiě)這類程序時(shí)非常困難。通過(guò)幾年的教學(xué)總結(jié)了這類PLC程序的編寫(xiě)方法，在向?qū)W生講解之后，學(xué)生在編寫(xiě)時(shí)間原則控制PLC程序時(shí)，較以前有了明顯的提高。本文提供的時(shí)間原則控制PLC程序編寫(xiě)方法，除了在教學(xué)當(dāng)中的應(yīng)用外，對(duì)廣大工程技術(shù)人員編寫(xiě)此類程序也是有所幫助的。

圖2 PLC控制系統(tǒng)梯形圖