- PLC與觸摸屏、變頻器、組態(tài)軟件應用一本通
- 韓相爭編著
- 3362字
- 2019-12-20 15:35:41
2.1 常用的經(jīng)典編程環(huán)節(jié)
實際的PLC程序往往是某些典型電路的擴展與疊加，因此掌握一些典型電路對大型復雜程序編寫非常有利。鑒于此，本節(jié)將給出一些典型的電路，即基本編程環(huán)節(jié)，供讀者參考。
2.1.1 啟保停電路與置位復位電路
（1）啟保停電路
啟保停電路在梯形圖中應用廣泛，其最大的特點是利用自身的自鎖（又稱自保持）可以獲得“記憶”功能。電路模式如圖2-1所示。
當按下啟動按鈕，常開觸點I0.0接通，在未按停止按鈕的情況下（即常閉觸點I0.1為ON），線圈Q0.0得電，其常開觸點閉合；松開啟動按鈕，常開觸點I0.0斷開，這時“能流”經(jīng)過常開觸點Q0.0和常閉觸點I0.1流至線圈Q0.0，Q0.0仍得電，這就是“自鎖”和“自保持”功能。
當按下停止按鈕，其常閉觸點I0.1斷開，線圈Q0.0失電，常開觸點斷開；松開停止按鈕，線圈Q0.0仍保持斷電狀態(tài)。
圖2-1 啟保停電路
編者心語
① 啟保停電路“自保持”功能實現(xiàn)條件：將輸出線圈的常開觸點并于啟動條件兩端。
② 實際應用中，啟動信號和停止信號可能由多個觸點串聯(lián)組成，形式如下圖，請讀者活學活用。
③ 啟保停電路是在三相異步電動機單相連續(xù)控制電路的基礎上演繹過來的，如果參照單相連續(xù)控制電路來理解啟保停電路，就會非常方便。演繹過程如（翻譯法）圖所示。
（2）置位復位電路
和啟保停電路一樣，置位復位電路也具有“記憶”功能。置位復位電路由置位、復位指令實現(xiàn)。電路模式如圖2-2所示。
圖2-2 置位復位電路
按下啟動按鈕，常開觸點I0.0閉合，置位指令被執(zhí)行，線圈Q0.0得電，當I0.0斷開后，線圈Q0.0繼續(xù)保持得電狀態(tài)；按下停止按鈕，常開觸點I0.1閉合，復位指令被執(zhí)行，線圈Q0.0失電，當I0.1斷開后，線圈Q0.0繼續(xù)保持失電狀態(tài)。
2.1.2 互鎖電路
有些情況下，兩個或多個繼電器不能同時輸出，為了避免它們同時輸出，往往相互將自身的常閉觸點串在對方的電路中，這樣的電路就是互鎖電路。電路模式如圖2-3所示。
圖2-3 互鎖電路
按下正向啟動按鈕，常開觸點I0.0閉合，線圈Q0.0得電并自鎖，其常閉觸點Q0.0斷開，這時即使I0.1接通，線圈Q0.1也不會動作。
按下反向啟動按鈕，常開觸點I0.1閉合，線圈Q0.1得電并自鎖，其常閉觸點Q0.1斷開，這時即使I0.0接通，線圈Q0.0也不會動作。
按下停止按鈕，常閉觸點I0.2斷開，線圈Q0.0、Q0.1均失電。
編者心語
① 互鎖實現(xiàn)：相互將自身的常閉觸點串聯(lián)在對方的電路中。
② 互鎖目的：防止兩路線圈同時輸出。
③ 和啟保停電路的理解方法一樣，可以通過正反轉(zhuǎn)電路來理解互鎖電路，具體如下：
2.1.3 延時斷開電路與延時接通/斷開電路
（1）延時斷開電路
① 控制要求
當輸入信號有效時，立即有輸出信號；而當輸入信號無效時，輸出信號要延時一段時間后再停止。
② 解決方案
解法一，如圖2-4所示。
圖2-4 延時斷開電路（一）
案例解析
當按下啟動按鈕，I0.1接通，Q0.1立即有輸出并自鎖，當啟動按鈕松開后，定時器T39開始定時，延時3s后，Q0.1斷開，且T39復位。
解法二，如圖2-5所示。
圖2-5 延時斷開電路（二）
案例解析
當按下啟動按鈕，I0.1接通，Q0.1立即有輸出并自鎖，當啟動按鈕松開后，定時器T39開始定時，延時3s后，Q0.1斷開，且T39復位。
（2）延時接通/斷開電路
① 控制要求
輸入信號有效時，延時一段時間后輸出信號才接通。輸入信號無效時，延時一段時間后輸出信號才斷開。
② 解決方案
解法一，如圖2-6所示。
圖2-6 延時接通/斷開電路解決方案（一）
案例解析
當按下啟動按鈕，I0.1接通，線圈M0.0得電并自鎖，其常開觸點M0.0閉合，定時器T40開始定時，6s后定時器常開觸點T40閉合，線圈Q0.1接通；當按下停止按鈕，I0.2的常閉觸點斷開，M0.0失電，T40停止定時，與此同時T41開始定時，5s后定時器常閉觸點T41斷開，致使線圈Q0.1斷電，T41也被復位。
解法二，如圖2-7所示。
圖2-7 延時接通/斷開電路解決方案（二）
案例解析
當I0.1接通后，定時器T40開始計時，6s后T40常開觸點閉合，斷電延時定時器T41通電，其常開觸點閉合，Q0.1有輸出；當I0.1斷開后，斷電延時定時器T41開始定時，5s后，T41定時時間到，其常開觸點斷開，線圈Q0.1的狀態(tài)由接通到斷開。
2.1.4 長延時電路
在S7-200 SMART PLC中，定時器最長延時時間為3276.7s，如果需要更長的延時時間，則應該考慮多個定時器、計數(shù)器的聯(lián)合使用，以擴展其延時時間。
（1）應用定時器的長延時電路
該解決方案的基本思路是利用多個定時器的串聯(lián)來實現(xiàn)長延時控制。定時器串聯(lián)使用時，總的定時時間等于各定時器定時時間之和即T=T1+T2，具體如圖2-8所示。
（2）應用計數(shù)器的長延時電路
只要提供一個時鐘脈沖信號作為計數(shù)器的計數(shù)輸入信號，計數(shù)器即可實現(xiàn)定時功能。其定時時間等于時鐘脈沖信號周期乘以計數(shù)器的設定值，即T=T1×Kc，其中T1為時鐘脈沖周期，Kc為計數(shù)器設定值，時鐘脈沖可以由PLC內(nèi)部特殊標志位存儲器產(chǎn)生，如SM0.4（分脈沖）、SM0.5（秒脈沖），也可以由脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生。
◆ 含有1個計數(shù)器的長延時電路如圖2-9所示。
◆ 含有多個計數(shù)器的長延時電路如圖2-10所示。
圖2-8 應用定時器的長延時電路
案例解析
按下啟動按鈕，I0.1接通，線圈M0.1得電，其常開觸點閉合，定時器T37開始定時，300s后T37常開觸點閉合，T38開始定時，200s后T38常開觸點閉合，線圈Q0.1有輸出。I0.1從接通到Q0.1接通總共延時時間=300s+200s=500s。
圖2-9 含有1個計數(shù)器的長延時電路
案例解析
本程序?qū)M0.5產(chǎn)生周期為1s的脈沖信號加到CU端，按下啟動按鈕，I0.1閉合，線圈M0.1得電并自鎖，其常開觸點閉合，當C1累計到500個脈沖后，C1常開觸點動作，線圈Q0.1接通；I0.1從閉合到Q0.1動作共計延時500×1s=500s。
圖2-10 含有多個計數(shù)器的長延時電路
案例解析
本程序采用兩級計時器串聯(lián)實現(xiàn)長延時控制，其中SM0.5與計數(shù)器C1構(gòu)成一個50s的定時器，計數(shù)器C1的復位端并聯(lián)了C1的一個常開觸點，因此當計數(shù)到達預置值50時，C1復位一次再重新計數(shù)，C1每計數(shù)到一次，C1都會給C2一個脈沖，當C2脈沖計到10后，C2狀態(tài)位得電Q0.1有輸出。從I0.1接通到Q0.1有輸出總共延時時間為（50×1×10）s=500s。
（3）應用定時器和計數(shù)器組合的長延時電路
該解決方案的基本思路是將定時器和計數(shù)器連接，來實現(xiàn)長延時，其本質(zhì)是形成一個等效倍乘定時器，具體如圖2-11所示。
圖2-11 應用定時器和計數(shù)器組合的長延時電路
案例解析
網(wǎng)絡1和網(wǎng)絡2形成一個50s自復位定時器，該定時器每50s接通一次，都會給C1一個脈沖，當計數(shù)到達預置值10時，計數(shù)器常開觸點閉合，Q0.1有輸出。從I0.1接通到Q0.1有輸出總共延時時間為50s×10=500s。
2.1.5 脈沖發(fā)生電路
脈沖發(fā)生電路是應用廣泛的一種控制電路，它的構(gòu)成形式很多，具體如下。
（1）由SM0.4和SM0.5構(gòu)成的脈沖發(fā)生電路
SM0.4和SM0.5構(gòu)成的脈沖發(fā)生電路最為簡單，SM0.4和SM0.5是最為常用的特殊內(nèi)部標志位存儲器，SM0.4為分脈沖，在一個周期內(nèi)接通30s斷開30s，SM0.5為秒脈沖，在一個周期內(nèi)接通0.5s斷開0.5s。具體如圖2-12所示。
圖2-12 由SM0.4和SM0.5構(gòu)成的脈沖發(fā)生電路
（2）單個定時器構(gòu)成的脈沖發(fā)生電路
周期可調(diào)脈沖發(fā)生電路，如圖2-13所示。
圖2-13 單個定時器構(gòu)成的脈沖發(fā)生電路
案例解析
單個定時器構(gòu)成的脈沖發(fā)生電路的脈沖周期可調(diào)，通過改變T37的預置值，改變脈沖的延時時間，進而改變脈沖的發(fā)生周期。當按下啟動按鈕時，I0.1閉合，線圈M0.1接通并自鎖，M0.1的常開觸點閉合，T37計時，0.5s后T37定時時間到，其線圈得電，常開觸點閉合，Q0.1接通，當T37常開觸點接通的同時，常閉觸點斷開，T37線圈斷電，Q0.1失電，接著T37再從0開始計時，如此周而復始會產(chǎn)生間隔為0.5s的脈沖，直到按下停止按鈕，才停止脈沖發(fā)生。
（3）多個定時器構(gòu)成的脈沖發(fā)生電路
◆ 方案一，如圖2-14所示。
圖2-14 多個定時器構(gòu)成的脈沖發(fā)生電路（一）
案例解析
當按下啟動按鈕時，I0.1閉合，線圈M0.1接通并自鎖，M0.1的常開觸點閉合，T37計時，2s后T37定時時間到，其線圈得電，其常開觸點閉合，Q0.1接通，與此同時T38定時，3s后定時時間到，T38線圈得電，常閉觸點斷開，T37斷電，常開觸點斷開，Q0.1和T38線圈斷電，T38的常閉觸點復位，T37又開始定時，如此反復，會發(fā)出一個個脈沖。
◆ 方案二，如圖2-15所示。
圖2-15 多個定時器構(gòu)成的脈沖發(fā)生電路（二）
方案二的實現(xiàn)與方案一幾乎一致，只不過方案二的Q0.1先得電且得電2s斷3s，方案一的Q0.1后得電且得電3s斷2s而已。
（4）順序脈沖發(fā)生電路
如圖2-16所示，為3個定時器順序脈沖發(fā)生電路。
圖2-16 順序脈沖發(fā)生電路
案例解析
按下啟動按鈕，常開觸點I0.1接通，輔助繼電器M0.1得電并自鎖，常開觸點閉合，T37開始定時，同時Q0.0接通，T37定時2s時間到，T37的常閉觸點斷開，Q0.0斷電；T37常開觸點閉合，T38開始定時，同時Q0.1接通，T38定時3s時間到，Q0.1斷電；T38常開觸點閉合，T39開始定時，同時Q0.2接通，T39定時4s時間到，Q0.2斷電；若M0.1線圈仍接通，該電路會重新開始產(chǎn)生順序脈沖，直到按下停止按鈕常閉觸點，I0.2斷開；當按下停止按鈕，常閉觸點I0.2斷開，線圈M0.1失電，定時器全部斷電復位，線圈Q0.0、Q0.1和Q0.2全部斷電。