單按鈕起停控制的幾種實現方式及對比應用

馮劼+廖亦凡

摘 要： 所謂單按鈕起停控制，是指采用一個按鈕來實現被控設備的啟動和停止操作。從控制的角度來看，PLC單按鈕控制的優點是節省輸入點、硬件接線少，從而連接可靠，故障率低，維護方便。從教學的角度看，單按鈕起停控制的設計比較可以訓練學生的設計能力，吸取不同的設計思想，優化設計方案，培養學生嚴謹求精的科學態度。實踐證明，合理地采用單按鈕起停控制方式，可以加快設計速度，簡化控制電路和梯形圖程序。

關鍵詞： 單按鈕； 起停控制； PLC； 輸入點； 梯形圖

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）08-32-03

Abstract： The single button start-stop control refers to the use of a single button to realize the start and stop operation of the controlled device. From the point of view of control， the advantage of PLC single button control is to save input point and have less hardware connection， so that the connection is reliable， the failure rate is low， and the maintenance is convenient. From the point of view of teaching， the comparison of the designs of single button start-stop control can train students' design ability， absorb different design ideas， optimize the design scheme， and train students' rigorous and refined scientific attitude. It has been proved that reasonably adopting the single button stop-stop control method can speed up the design， simplify the control circuit and ladder diagram program.

Key words： single button； start-stop control； PLC； input point； ladder diagram

0 引言

所謂單按鈕起停控制是指，采用一個按鈕（通常是常開接點）來實現對被控設備的啟動和停止操作[1]。單按鈕控制的優點是節省輸入點、硬件接線少，從而連接可靠，故障率低，維護方便。從教學的角度看，單按鈕起停控制的設計不僅可以訓練學生的設計能力，還可以通過不同方式的對比，吸取不同的設計思想，優化設計方案，培養學生嚴謹求精的科學態度和工作作風。

單按鈕起停控制多應用于PLC控制，傳統的繼電接觸控制中雖然也可以采用，但并不一定具備前述優點[2]。但它可移植為PLC設計，為了對比本文仍然將其作為方式之一。

1 傳統繼電控制方式

傳統繼電控制方式的設計思想是要保證中間繼電器KA1與KA2以及被控的KM要可靠互鎖。這種方式的主要優點是成本相對較低，但接線復雜，存在接點競爭問題，可靠性差，維護量大，一般不予推薦采用。傳統繼電控制方式控制電路之一如圖1所示。

2 PLC控制方式（以三菱FX系列為例）

PLC內部具有豐富的軟元件，這些軟元件之間的“連接”是通過程序實現的，這樣PLC的接線中只有輸入和輸出部分元件，PLC的外部接線很簡單，也很有規律，大大地簡化了控制電路[3]。如果啟動和停止各用一個按鈕，勢必占用2個輸入點，而如果采用單按鈕控制，則可以節省1個輸入點。以下各方式中，為了便于以后作對比，全部假設被控制的設備由PLC的Y0口輸出控制，并且將所謂的單按鈕SB接在PLC的X0輸入口，如圖2所示。

2.1 只采用輔助繼電器控制

這種設計直接由傳統繼電接觸控制借用而來。其基本思想是起保停電路，只是將起保停環節中的起動、停止改用兩個不同的輔助繼電器，單按鈕控制的是這兩個輔助繼電器的得失電。如圖3所示。

2.2 采用兩個計數器控制

本方式利用計數器的置位復位特性，通過巧妙地設置兩個計數器的動作參數分別為1和2而實現啟動和停止。控制梯形圖如圖4所示。

2.3 采用計數器+輔助繼電器控制

本方式的關鍵在于采用計數器對X0接點計數并設置動作值為1，在[RST C0]指令前加入Y0的常開接點，其作用是為停止作好準備。另外需要特別注意的是輔助繼電器M0的線圈控制一定要放在其接點使用之后，只有這樣才能保證正常起動。如圖5所示。

2.4 采用一個計數器控制

本方式在方式2.3的基礎上，去掉了繼電器M0，并將X0的普通接點改成邊沿接點，如圖6所示。

2.5 SET 與RST指令復用

本方式與方式2.4很類似，C0計一次數就動作直到停止之前（RST C0），就如同直接置位M0直到停止之前（RST M0）一樣。梯形圖如圖7所示。

2.6 采用交替輸出ALT指令

這是最簡單直觀的一種方式，需要注意的是，最好用脈沖執行型指令ALTP。如圖8所示。當然，如果沒有別的控制要求，M0完全可以不用，就直接將[ALTP M0]改為[ALTP Y0]，這樣程序將只有5步。

3 對比與擴展應用

從以上幾種方式可以看出，每種方式的程序步是不相同的，從方式1至方式6，步數越來越少。表1是各方式的對比。

在一些場合，不僅有單按鈕起停控制要求，有時還有延時要求。在方式5、6中，若將M0的接點改為受控定時器接點，就可實現延時起停控制。如圖9所示，Y1控制預警，Y0仍然控制被起停操作的設備。

圖10是起停均延時的典型實現方式，該方式其實首先實現的是對M0的單按鈕起停控制，并由M0與定時器T0、T1配合實現啟動停止均延時，該方式中可設置啟動和停止延時的時間不相等。

4 結論

單按鈕起停控制的實現方法還有很多，以上幾種是最基本和最簡單的，其他形式或變形，如將邊沿接點指令改為邊沿線圈指令等；或者不夠簡明，如采用主控線圈指令、采用比較指令、采用傳送指令等。重要的是合理借鑒其中的設計思想，如果我們合理借用并加以擴充，將可以更為方便地以實現其他控制要求。實踐證明，通過比較教學，學生的學習態度、積極性，疲于應付的現象能得到一定程度的改善[4]，提高了設計能力，能夠合理地借用單按鈕起停控制方式，提高設計速度，簡化控制電路和程序。

參考文獻（References）：

[1] 薛云.幾種單按鈕起停控制PLC程序設計方法[J].機床電器，2006.4：28-29

[2] 孫克禮，謝忠志.單按鈕起停控制的PLC編程技術[J].自動化技術與應，2008.10：111-113

[3] 王阿根.電氣可編程控制原理與應用（第2版）[M].清華大學出版社，2010.

[4] 李涵，鄭珂.基于混合式教學的高等數學教學改革研究[J].計算機時代，2017.2：67-67

[5] 三菱電機自動化（中國）有限公司網站[EB/OL].http：//cn.mitsubishielectric.com/fa/zh/