巧用真值表法編寫PLC時序控制程序

王學軍,陸青玲（山西臨汾高級技工學校,山西　臨汾　041000）

巧用真值表法編寫PLC時序控制程序

王學軍,陸青玲
（山西臨汾高級技工學校,山西臨汾041000）

摘要：本文以按一定時間循環控制的小項目為例，介紹了一種試用于中高職學生及廣大初中級電工自學者，并且應用較為廣泛的PLC時序控制梯形圖的真值表編制設計技巧。

關鍵詞：時序控制;真值表;定時器接力棒輸出法;定時器連續輸出累積計時法

1　前　言

中高職維修電工專業的課程設置中《ΡLC基礎與實訓》是理論和實踐性很強的一門課程，對于基礎薄弱的中職學生及一些渴望自學成才的初中級電工而言，非常感興趣，但是編程卻沒有好的思路和方法。ΡLC梯形圖的設計方法有很多，如經驗設計法、繼電接觸器電路圖轉化法、邏輯設計法、波形圖設計法等等。在ΡLC入門初期，在教師講授并演示了繼電接觸器電路圖的轉化法后，大多數的學生都能夠很好地加以應用，但是到了定時器的學習，一些需要按一定時序要求循環工作的項目設計時，學生們一片茫然不知道如何下手。筆者嘗試了邏輯設計法、波形圖設計法進行講授，但是邏輯設計法的理論基礎是邏輯代數，編程者需要根據控制要求，利用“與”、“或”、“非”3種基本運算關系，寫出邏輯表達式，最后化成梯形圖。波形圖設計法則需要學生根據任務要求，畫出觸點線圈的動作時序圖，然后利用時序圖，寫出邏輯表達式，最后化成梯形圖。這兩種方法對大學生而言容易接受，但是在中職課堂里，只有少數資質好的同學可以靈活應用，而大多數同學，還是不得其道。為此，筆者借簽了很多經驗，總結出一套行之有效的真值表編程方法使很多同學如醍醐灌頂豁然開朗。

2　真值表編程方法與步驟

可編程序控制器(ΡLC)的時序控制程序，是指能夠實現ΡLC各輸出端信號的狀態在時間上按一定的順序要求進行變化的用戶程序。通常，對于時序控制系統，用戶通過分析各輸出狀態發生變化的時刻和相應的條件，依據輸出與輸入的時序邏輯關系，采用多個定時器，來編制相應的ΡLC時序控制程序。由于程序中使用了較多的定時器，涉及到多個定時器的啟動信號、時間設定、觸點動作方式等諸多因素，因此這種時序控制程序往往存在著邏輯關系復雜、程序過長、不易讀懂、調試麻煩等問題。

真值表法是在波形圖法基礎上改進而來，以繪制隨時序變化的真值表為基礎，利用編程規律，實現ΡLC程序設計的一種方法。適用于按時序控制的程序的編寫，當系統復雜時，也可將其動作分解，其局部也可采用這種方法。

其主要步驟有：

（1）明確控制任務和要求，作I/O地址分配。

（2）確定啟停信號，及所需要的中間記憶元件。

（3）明確準確的時間對應關系，畫出真值表時間軸。理清各時間段輸出信號狀態，做真值表。

（4）根據真值表，編寫梯形圖。（主要編寫梯形圖的方法在實例中說明）。

（5）加入必要的聯鎖，并進行調試。

下面將以一個實際的案例來說明這種編程方法的巧妙之處。

3　真值表編程方法實例

某指示燈控制要求如下（這里主要說明編程方法，因此本控制要求主要是為了說明編程方法，沒有實際的意義）。

在啟動信號發出后，有指示燈HL1燈亮，HL3按1S頻率閃爍，5S后，兩燈熄滅，HL2燈亮，3S后HL1燈亮，HL2燈不熄滅，2S后兩燈熄滅，HL3燈亮，3S后，HL3燈繼續亮同時HL2燈亮，2S后開始指示燈HL1燈亮，HL3按1S頻率閃爍……如此循環，直至停止信號來臨全部熄滅。

具體步驟與方法如下：

（1）明確I/O地址

輸入地址：啟動SB1，地址X0。停止SB2，地址X1。

輸出地址：指示燈HL1，地址Y1。燈HL2，地址Y2。燈HL3，地址Y3。

（2）真值表的繪制。

1）畫真值表：根據控制要求，我們可以認為這種控制分為HL1、HL2燈閃時間段、HL2燈亮時間段、HL2、HL1燈亮時間段、HL3燈亮時間段及HL2、3燈亮五個時間段。因此需要設定五個定時器，分別為T1、T2、T3、T4、T5五個通用形定時器。同時可以看出來本案例中共有3個燈，因此輸出地址有3個。由此畫出6列4行表格（由于本控制需要循環，在表上特別畫出箭頭指出，同時在表下標各時間段的動作時長。），表中首列的開始是在啟動信號到來后，所以在T1外標注記憶啟動信號的中間繼電器M0；2）真值表的填寫：真值表就是根據控制要求，列出輸出元件的變量表。ΡLC控制的執行元件，其狀態主要是得電、失電或按一定頻率反復工得失電。因此，我們用“1”表示輸出元件得電，用“0”表示輸出元件失電，用“1*”表示輸出元件往復的得電和失電。根據本案例的控制要求，我們將各輸出信號的得失電情況寫入表中，如圖1所示。

圖1　按時序控制真值表

（3）程序的編寫：為了使程序更加的條理分明，便于初學者掌握和理解，我們將程序分成三大部分：啟保停程序部分、時序循環程序部分、輸出元件程序部分。1）啟保停程序的設計：當啟動信號發出后，開始之后的循環工作，直到按下停止按鈕時停止輸出，因此，第一步是設定一個記憶元件中間繼電器M0。即：0LDX01ORM02ANIX1 3OUTM0；2）時序的循環設計：此定時器的工作分為兩種設計的方法，即接力棒記時法，定時器連續輸出并累積計時法。接力棒記時法，是在每個定時器時間到后，其常開點觸發另一個定時器開始記時，定時器的時間設定值即K值的設定為各段工作的實際時間。為了能達到循環記時，在T1線圈的線路中串入T5的常閉。以保證當T5時間到，常閉分斷，各定時器計時歸零，重新計時。累積計時法，則是在啟動開始，所有的定時器開始計時，其K值設定為其從啟動到該段的時間和。同樣也為了做到循環控制，在總支路上加設T5的常閉。兩種方法的編寫如圖2所示（注兩種方法都需要啟動計時的信號，因此要串入M0的常開點）.4）編寫輸出元件程序：如何編寫輸出元件的程序，掌握規律，簡單易行。編程竅門找1。方法如下：理清楚表中各輸出元件的得電和失電條件，來編寫梯形圖，如上圖中的真值表中對于Y0來說，表中Y1第一個得1的條件是M0得電，T1時間到變為0，因此Y0輸出的一條支路中串了T1的常開，T2的常閉，而第二個為1是在T2時間到，T3時間到時則變為零，因此，第二條支路中，串接T2的常開，T3的常閉。最后得出其程序圖3中所示。注切不可把所有得1的條件并接，把變0的條件串接。如果在真值表中出現了連續多個1，只需要關注第一個1的得電條件，和最后一個1變0的條件，使得電串常開，使失電串常閉。如真值表中Y2的程序的編寫見圖3。當出現個別輸出出現閃爍或往復得電時，如Y2，則需要先建立一個按要求往復得電的脈沖信號記憶的中間繼電器，如果是按10ms、100ms、1S、1min脈沖振蕩，也可直接利用特殊的中間繼電器M8011～M8014。然后分析Y2，其閃爍的條件是M0，停止閃爍的條件是T1，因此建立一條支路，串入M0的常開，T1的常閉和脈沖信號的常開。而Y2另外得1的條件是T3，失電的條件是T4，因此再輸入一條支路，串入T2常開，T4的常閉。如圖3中的Y3程序的編寫。根據這樣的方法不難得出，本小案例中的輸出元件的程序為。（4）程序匯總并寫入。將三段程序輸入并調試。

圖2　累計計時法（左）　　　接力棒計時法（右）

圖3

以上是筆者對真值表編程方法的一點匯總，希望能初學者能有幫助，如有考慮不周的地方，望能拋磚引玉。

參考資料：

[1]鄭鳳翼.圖解西門子S7-200系列PLC入門[S].電子工業出版社.

[2]阮友德.電氣控制與PLC實訓教程[S].人民郵電出版社.