工程應用中幾種常見PLC實現的停止環節控制方案

摘 要: 要成為優秀的PLC程序設計師，掌握一定編程技巧是通往成功的捷徑。PLC控制系統的控制要求對各種控制系統而言雖各有不同，但絕大多數PLC控制系統的基本控制環節均設有停止環節部分。本文針對停止環節控制方案的設計，結合簡單示例，提出了幾種典型設計方案，進行了細致的分析講解。

關鍵詞: 工程應用 PLC 停止環節 控制方案

1.引言

目前，國內外可編程控制器(以下均簡稱PLC)已廣泛應用于冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環保及文化娛樂等各行各業，越來越被大家所熟悉，要想成為優秀的PLC程序設計師，除了通過長期的實踐鍛煉累積經驗之外，掌握一定的編程技巧是通往成功之路的捷徑，自然也是程序設計人員必不可少的看家本領。

2.PLC程序設計方法介紹

PLC控制系統的程序設計方法大體分為以下幾大類:經驗設計法、解析法和圖解法。

2.1經驗設計法

所謂經驗設計法，是在一些典型電路的基礎上，根據被控對象對控制系統的具體要求，不斷修改和完善梯形圖程序，最后得到一個較為滿意的結果。這種設計方法需要編程人員通過長期實踐，并不斷總結和歸納，從而獲得良好的收效。其最大的弊端在于，如果遇到一個稍微復雜的控制系統，則耗時較長，甚至有可能導致程序經過長時間的修改、調試，最終還是無法可靠運行。但此設計方法對于控制要求相對簡單的控制系統，最大的優勢體現在程序相對簡單，可大大縮短程序的掃描時間。

2.2解析法

解析法是一種根據控制關系，列出邏輯運算式，再將其轉化為梯形圖或指令表程序，以完成控制要求的方法。此法要求編程人員具備一定的邏輯關系求解能力。

例:M1=(M0·X0+M1)·，將其轉化為對應的梯形圖程序則為:

2.3圖解法

2.3.1梯形圖法。這是最基本的圖形編輯方法。是一種將各控制元件之間的邏輯關系用階梯形圖表表示的方法。對于熟悉傳統繼電接觸器控制系統知識的相關人員來說，更容易掌握。

2.3.2波形圖(時序圖)法。先將輸入、輸出相關條件的波形畫出，再據時間順序用邏輯關系組合。適用于設計與時間控制有關的控制系統。

2.3.3狀態轉移圖(順序功能圖或順序功能流程圖)法。這是用框圖來表示程序的過程和輸入條件與輸出響應之間的關系。也就是按照生產工藝預先規定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據內部狀態和時間的順序，在生產過程中各個執行機構自動有序的進行操作。此設計方法關鍵需要掌握控制系統的工藝流程，但容易被初學者接受，對于有經驗的工程師，也能提高設計的效率，程序的調試、修改和閱讀也相對方便，但若用于簡單的控制系統，程序會相對較長。

3.幾種常見停止環節控制方案

盡管PLC種類繁多，對于不同控制系統的控制要求也千差萬別，但絕大部分控制系統都設有停止環節。

大部分控制系統，對停止的要求可分為以下幾類:1.即時停止，之后再發出啟動信號，系統從頭開始運行;2.即時停止，之后再發出啟動信號，系統接著停止瞬間的狀態繼續往后執行;3.周期可停:發出停止要求后，系統需繼續運行至完成整個控制周期才停止;4.周期可停:程序需要運行到一定程度后，發出停止信號才有效。而上述所說的每一類停止控制，其實現方法也并不是唯一的，在此各給出一種以供參考。

3.1即時停止，之后再發出啟動信號，系統從頭開始運行。

由圖2可知，當控制系統有時間規律可循，便可運用SFC圖方法進行程序設計。在程序運行過程中的任意時刻均可有效執行停止信號，使程序返回至初始步，等待再次發出新一輪的啟動信號，程序從頭開始執行新一輪的運行工作。

3.2即時停止，之后再發出啟動信號，系統接著停止瞬間的狀態繼續往后執行。

由圖3可知，X1為即時停止信號，一旦此端口所接外部的停止信號按鈕被按下，則M0線圈得電，并實現自保持，程序中的M0常閉點保持斷開狀，從而即時切斷當前步的動作。

由于其只是使當前步之后的控制電路被斷開，并未斷開表示當前步的狀態寄存器S，故當停止信號撤消時，當重新按下與X0所接的外部啟動按鈕時，M0線圈斷電，程序中的M0常閉觸點閉合，重新接通停止信號有效時，那一個時刻已接通的當前步，程序表現為接著斷開時狀態繼續往下運行。

3.3周期可停:發出停止要求后，系統需繼續運行至完成整個控制周期才停止。

由圖4可知，X1為停止信號，一旦X1所接外部停止信號按鈕被按下，程序中M0線圈得電，并實現自保持，程序中的M0常閉點保持斷開狀，常開觸點保持閉合狀，但并不實現即時停止，直至程序運行至具備“停止與否”條件選擇的那一步時，則選擇“停止條件成立”支路，繼續往下執行(圖中為SFC圖中的右側支路部分)。

此類方案的特點是，程序運行過程中，不管何時發出停止信號，均需執行完整個周期才可以實現停止操作。

3.4程序需要運行到一定程度后，發出停止信號才有效。

將圖5和圖2進行比對，由圖5可知，圖中X3即為停止信號，但受順序控制設計的影響，程序只有運行到第S35步時，按下X3外部所接停止按鈕才能使程序返回至初始步，等待再次按下X0端子所接外部啟動信號按鈕，才能開始新一輪的動作。程序步在依次往下執行，直至第S35成為當前步之前的過程中，任意時刻按下停止按鈕均無效。

4.結語

以上借用三菱公司FX-2N系列PLC，用最簡單的控制系統，對停止控制環節的設計提出幾種較為典型的控制方案，以便大家理解，并希望能對PLC編程有興趣的人士提供一些有實際意義的幫助。

參考文獻:

[1]廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應用[M].重慶:重慶大學出版社，2001.

[2]林庭雙等.電氣控制與PLC[M].鄭州:黃河水利出版社，2008.8.

[3]MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION.FX-PCS/WIN-C軟件手冊，1997.

[4]MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION.FX系列編程手冊，2001.

[5]MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION.FX2N編程手冊，2000.