河北西门子S7-1200PLC代理经销优势价格

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PLC的状态编程思想

    用梯形图或指令表方式编程虽然广为电气技术人员接受，但对于一个复杂的控制系统，尤其是顺序控制程序，由于内部的联锁、互动关系极其复杂，其梯形图往往长达数百行，通常要由熟练的电气工程师才能编制出这样的程序。另外，如果在梯形图上不加注释，则这种梯形图的可读性也会大大降低。

    近年来，许多新生产的PLC在梯形图语言之外还加上了采用IEC标准的SFC (Se-quential Function Chart)语言，用于编制复杂的顺控程序。利用这种*的编程方法，即使是初学者也很容易编制出复杂的顺控程序。熟练的电气工程师用了这种方法后也能大大提高工作效率。另外，这种方法也为调试、试运行带来许多的方便。

    三菱的小型PLC在基本逻辑指令之外增加了两条简单的步进顺控指令，同时辅之以大量状态元件，就可以用SFC语言的状态转移图方式编程。

    在介绍状态编程思想之前，先来讨论一个例子：斗车自动往返系统。

    有一小车运行过程如图4.1所示，小车原位处于后端，压下后限位开关，当合上启动开关时，小车前进，当运行至压下前限位开关后，打开翻斗门，延时8s后小车向后运行，到后端时压下后限位开关，打开小车底门(停6s)，完成一次动作。假设斗车工作一个周期后，不会自行启动。其梯形图如图4.2所示。

    从图4.2中可以看到，梯形图达到了控制要求。但显而易见的是，使用经验法及基本指令编制的程序存在以下一些问题。

    1)工艺动作表达繁琐。

    2)梯形图涉及的联锁关系较复杂，处理起来较麻烦。

    3)梯形图可读性差，很难从梯形图看出具体控制工艺过程。

    为此，人们一直寻求一种易于构思，易于理解的图形程序设计工具。它应有流程图的直观，又有利于复杂控制逻辑关系的分解与综合。这种图就是状态转移图。为了说明状态转移图，现将斗车的各个工作步骤用工序表示，并依工作顺序将工序连接成

    从图4.3中可以看到，该图有以下特点。

    1)将复杂的任务或过程分解成若干个工序（状态）。无论多么复杂的过程均能分化为小的工序，有利于程序的结构化设计。

    2)相对某一个具体的工序来说，控制任务实现了简化。给局部程序的编制带来了方便。

    3)整体程序是局部程序的综合，只要弄清各工序成立的条件、工序转移的条件和转移的方向，就可以进行这类图形的设计。

    4)这种图可读性很强，能清晰地反映全部控制工艺过程。

    将图4.3中的“工序”更换为“状态”，就得到了状态转移图——状态编程法的重要工具。状态编程的一般思想为：将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态，弄清各状态的工作细节（状态的功能、转移条件和转移方向），再依据总的控制顺序要求，将这些状态联系起来，形成状态转移图，进而编绘梯形图程序。

    (1)三相异步电动机可逆运转控制：互锁环节与启一保一停电路单元

    三相异步电机可逆运转控制电路如图3. 21所示。当按钮SB3被按下时，X0接通，Y0置1，这时电动机正转连续运行。需要停车时，按下停车按钮SB1，串联于Y0线圈回路中的X2的常闭触点断开，Y0置0，电机失电停车。当按钮SB2被按下时，X1接通，Y1置1，这时电动机反转连续运行。需要停车时，按下停车按钮SB1，串联于Y1线圈回路中的X2的常闭触点断开，Y1置0，电机失电停车。

    梯形图3.21 (b)线框内称为启-保-停电路。这个名称主要来源于图中的自保持触点Y0并联。

    在X0常开触点上的Y0常开触点的作用是当按钮SB2松开，输入继电器X0断开时，线圈Y0仍然能保持接通状态。工程中把这个触点叫做“自保持触点”。启-保-停电路是梯形图中典型的单元，它包含了梯形图程序的全部要素。它们是：

    1)事件。每一个梯形图支路都针对一个事件。事件用输出线圈（或功能框）表示，本例中为Y0或Y1。

    2)事件发生的条件。梯形图支路中除了线圈外还有触点的组合，使线圈置1的条件即是事件发生的条件，本例中为正转启动按钮X0置1或者反转启动按钮X1置1。

    3)事件得以延续的条件。触点组合中使线圈置l得以持久的条件。本例中为与X0并联的Y0的自保持触点以及与X1并联的Y1的自保持触点。

    4)使事件终止的条件。触点组合中使线圈置l中断的条件。本例中为所有的常闭触点断开。

    图3.21    三相异步电机可逆运转控制电路

    如果希望实现三相异步电机可逆运转，需一个反转控制按钮和一只反转接触器。PLC的端子分配及梯形图如图3.21所示。它的梯形图设计可以这样考虑，选两套启保一停电路，一个用于正转（通过Y0驱动正转接触器KM1），一个用于反转（通过Y1驱动反转接触器KM2）。考虑正转、反转两个接触器不能同时接通，在两个接触器的驱动回路中分别串人另一个接触器驱动器件的常闭触点（如：Y0回路串入Y1的常闭触点）。这样当代表某个转向的驱动元件接通时，代表另一个转向的驱动元件就不可能同时接通了。这种两个线圈回路中互串对方常闭触点的电路结构形式叫做“互锁”。这个例子的提示是：在多输出的梯形图中，要考虑多输出间的相互制约（多输出时这种制约称为联锁）。

    (2)两台电机分时启动的电路：基本延时环节

    两台交流异步电动机，一台启动10s后第二台启动，共同运行后一同停止。欲实现这一功能，给两台电机供电的两只交流接触器要占用PLC的两个输出口。由于是两台电机联合启停，仅选一只启动按钮和一只停止按钮就够了，但延时功能需一只定时器。梯形图的设计可以依以下顺序，先绘两台电机独立的启一保停电路，*台电机使用启动按钮启动，第二台电机使用定时器的常开触点启动，两台电机均使用同一停止按钮，然后再解决定时器的工作问题。由于*台电机启动10s后第二台电机启动，*台电机运转是10s的计时起点，因而将定时器的线圈并接在*台电机的输出线圈上。

    定时器的计时时间都有一个大值，如100ms的定时器大计时时间为3276. 7s。如工程中所需的延时时间大于这个数值怎么办，一个较简单的方法是采用定时器接力方式，即先启动一个定时器计时，计时时间到时，用*只定时器的常开触点启动第二只定时器，再使用第二只定时器启动第三只……记住使用后一只定时器的触点去控制终的控制对象就可以了。

    除了利用多定时器的计时时间相加获得长延时间外，还可以利用计数器配合定时器获得长延时，如图3. 23所示。图中常开触点X1是这个电路的工作条件，当X1保持接通时电路工作。在定时器T1的线圈回路中接有定时器T1的常闭触点，它使得定时器T1每隔10s接通一次，接通时间为一个扫描周期。定时器T1的每一次接通都使计数器C1计一个数。而当计到计数器的设定值并使其工作对象Y0接通，从X1接通为始点的延时时间为定时器的设定值×计数器的设定值。X2为计数器C1的复位条件。

    (3)定时器构成的振荡电路

    图3. 23中定时器TI的工作实质是构成一种振荡电路，产生时间间隔为定时器的设定值，脉冲宽度为一个扫描周期的方波脉冲。上例中这个脉冲序列用作了计数器C1的计数脉冲。在PLC工程问题中，这种脉冲还可以用于移位寄存器的移位脉冲及其他场合中。

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