單定時器控制智能彩燈系統

徐州機電技師學院 黃仁勝

本文通過單定時器設計控制智能彩燈，來探討三菱PLC的內部軟件的使用方法以及如何通過內部輔助繼電器M來控制定時器T的工作。通過讀取定時器的經過值來控制對應輸出，每一次輸出占用幾條支路，有幾次工作，占幾條支路的方式來實現程序控制的。這對學習PLC程序設計和相應的職業技術培訓起到一個拋磚引玉的作用。

設計PLC彩燈控制器，控制對像為 A、B、C、D四組燈管，在手動測試狀態下，每一組燈管可以手動控制；在自動控制下，設計要求：

1、燈管組A亮1秒，滅1秒； 燈管組B亮1秒，滅1秒；燈管組C亮1秒，滅1秒；燈管組D亮1秒，滅1秒。

2、燈管組A、B亮1秒，滅1秒；燈管組A、C亮1秒，滅1秒；燈管組A、D亮1秒，滅1秒；燈管組BC亮1秒，滅1秒; 燈管組BD亮1秒，滅1秒；燈管組CD亮1秒，滅1秒。

3、燈管組A、B、C、D亮1秒，滅1秒，如此循環。

下面根據彩燈控制要求詳細闡述PLC程序設計。

一、PLC軟件的選擇

通過分析彩燈控制器的控制要求，制作這樣的控制系統，要有以下操作按鈕，一個啟動按鈕，一個停止按鈕，一個手動和一個自動選擇旋鈕，另外還要有四個點動控制按鈕。以控制對象為燈組，首先選用PLC輸出點來控制接觸器的線圈，然后再利用接觸器的主觸點控制燈組。整個燈組控制器動作周期為22秒，通過一個定時器，設定它總的定時時間為22秒，燈組A在第1秒、 第9秒、第11秒、第13秒、第21秒得電動作；燈組B在第3秒、第9秒、第15秒、第17秒、第21秒得電動作； 燈組C在第5秒、第11秒，第15秒，第19秒、第21秒得電動作；燈組D在第7秒、第13秒，第17秒，第19秒、第21秒得電動作；這些動作時間值是通過讀取選用定時器內部經過值到達對應經過值控制對應PLC的輸出點，由PLC輸出值控制接觸器線圈，然后由接觸器的主觸點來控制對應燈組。

二、I/O的功能設計

通過以上分析確定I/O分配表如表 1所示。

表1 I/O現場元件信號對照表

三、外部硬接線圖

根據現場元件對照表，畫出實現該控制外部控制電氣原理圖，如圖1所示。

圖1 外部控制電氣原理圖

四、指令表

與圖1電氣原理圖配套的指令表如表2所示。

五、電氣原理圖分析

合上電源開關QF。按下啟動按鈕SB2，交流接觸器KM0得電并自鎖，交流接觸器KM0主觸點閉合，此時電源供電給PLC；同時控制的燈組得電；控制接觸器的線圈得電。按下停止按鈕SB1,交流接觸器KM0失電，接觸器KM0主觸點斷開，則燈組、接觸器線圈失電。燈組失電，整個系統斷電，這樣可以有效保護PLC和控制電器燈組。在整個燈組控制器開始工作之前，我們可以選擇是手動測試工作模式還是自動工作模式，當測試/自動選擇旋鈕處于閉合狀態，也就是X2處于閉合狀態，自動工作標志位M0線圈處于斷開狀態，它的常閉觸點處于閉合狀態；當點動控制 A燈組按鈕SB4處于閉合狀態，也就是X3閉合，程序控制Y0處于閉合狀態，同時燈組A也開始工作；松開A燈組按鈕SB4，則燈組A斷電；同理，分別按下SB5、SB6和SB7可以點動控制燈組B、燈組C和燈組D。

表2 指令表

當測試/自動選擇旋鈕處于斷開狀態時候，對應內部程序X2常閉觸點處于閉合狀態，此時等待系統啟動信號，當SB2閉合時候，PLC程序內部輔助繼電器M0得電自鎖，它的常閉觸點斷開，則點動支路斷開；它的常開觸點閉合，接通定時器T1，T1定時器的總定時時間為22秒，這個時間是由整個彩燈控制器的循環周期決定的，等待定時經過值達到相應值，接通相應的線圈，再由線圈的觸點控制相應燈組。通過分析控制要求，燈組A工作的時間為0到1秒；8到9秒；11到12秒、13到14秒、20到21秒得電動作, 要讀取定時器內部經過值為小于等于10時動作為一條控制A燈的分支；把讀取定時器內部經過值為大于等于80時到小于90時動作為第二條控制A燈的分支；把讀取定時器內部經過值為大于等于110時到小于120時動作為第三條控制A燈的分支；把讀取定時器內部經過值為大于等于130時到小于140時動作為第四條控制A燈的分支；把讀取定時器內部經過值為大于等于200時到小于210時動作為第五條控制A燈的分支。而燈組B的工作時候為在第3秒、第9秒、第15秒、第17秒、第21秒得電動作；燈組C在第5秒、第11秒，第15秒，第19秒、第21秒得電動作；燈組D在第7秒、第13秒，第17秒，第19秒、第21秒得電動作；同理可以算出控制工作定時器T1的內部經過值，用這個值控制各個燈組按指定規律動作。

按下系統停止按鈕SB3，輸入繼電器X1斷開，讓程序內部輔助繼電器M0失電釋放，定時器T1失電，清除T1內部經過值數據，再清除T1觸點狀態，讓它的觸點狀態恢復初始狀態，這樣各個正在工作燈組全部失電。按下系統斷電按鈕SB1，交流接觸器KM0失電釋放，整個系統斷電，節省能源。

根據原理圖接好線，將程序下載到PLC中，觀察實際工作現象，符合設計要求，達到預期設計的目的。

總之,PLC入門容易,但真正掌握可編程控制器的編程方法,能夠設計出滿足生產任務要求的同時程序能夠做到簡潔、易懂，必須深入學習PLC技術。通過上述介紹的方法不斷地充電,總結歸納，從中找出規律，理解、消化，舉一反三，使其融入到自己以后的編程過程中，逐步確立適合自己的編程方法。