PLC順序控制系統(tǒng)的幾種簡易設(shè)計方法

本文先闡述了順序控制系統(tǒng)之特點及設(shè)計思路，接著再介紹四種由PLC控制之順序控制系統(tǒng)之設(shè)計方法[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

    引言

    在生產(chǎn)機械之自動控制領(lǐng)域，PLC順序控制系統(tǒng)之應(yīng)用量大面廣[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。然而，工藝不同之生產(chǎn)機械要求設(shè)計不同之控制系統(tǒng)梯形圖[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。目前，不少電氣設(shè)計人員仍然采用經(jīng)驗設(shè)計法來設(shè)計PLC順序控制系統(tǒng)，不僅設(shè)計效率低，容易出差錯，而且設(shè)計階段難以發(fā)現(xiàn)錯誤，需要多次調(diào)試、修改才符合設(shè)計要[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。本文提出之4種簡易設(shè)計方法，能快速地一次設(shè)計成功PLC順序控制系統(tǒng)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

    順序控制系統(tǒng)之特點及設(shè)計思路

    1．特點順序控制系統(tǒng)是指按照預(yù)定之受控執(zhí)行機構(gòu)動作順序及相應(yīng)之轉(zhuǎn)步條件，一步一步進行之自動控制系統(tǒng)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。其受控設(shè)備通常是動作順序不變或相對固定之生產(chǎn)機械[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。這種控制系統(tǒng)之轉(zhuǎn)步主令信號大多數(shù)是行程開關(guān)（括有觸點或無觸點行程開關(guān)、光電開關(guān)、干簧管開關(guān)、霍爾元件開關(guān)等位置檢測開關(guān)），有時也采用壓力繼電器、時間繼電器之類之信號轉(zhuǎn)換元件作為某些步之轉(zhuǎn)步主令信號[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

    為了使順序控制系統(tǒng)工作可靠，通常采用步進式順序控制電路結(jié)構(gòu)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。所謂步進式順序控制，是指控制系統(tǒng)之任一程序步（以下簡稱步）之得電必須以前一步之得電并且本步之轉(zhuǎn)步主令信號已發(fā)出為條件[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。對生產(chǎn)機械而言，受控設(shè)備任一步之機械動作是否執(zhí)行，取決于控制系統(tǒng)前一步是否已有輸出信號及其受控機械動作是否已完成[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。若前一步之動作未完成，則后一步之動作無法執(zhí)行[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。這種控制系統(tǒng)之互鎖嚴(yán)密，即便轉(zhuǎn)步主令信號元件失靈或出現(xiàn)誤操作，亦不會導(dǎo)致動作順序錯亂[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

    2．設(shè)計思路本文提出之4種簡易設(shè)計方法都是先設(shè)計步進階梯，在步進階梯實現(xiàn)由轉(zhuǎn)步主令信號控制輔助繼電器得失電；然后根據(jù)步進階梯設(shè)計輸出階梯，在輸出階梯實現(xiàn)由輔助繼電器控制輸出繼電器得失電[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。這4種設(shè)計法所設(shè)計之梯形圖電路結(jié)構(gòu)及相應(yīng)之指令應(yīng)適用于大多數(shù)PLC機型，具有通用性[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

    由于各種PLC機型之編程元件代號及其編號不盡相同，為便于闡述，本文約定：所有梯形圖中之輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器（又稱內(nèi)部繼電器）之代號分別為：X、Y、M[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。設(shè)計中所用到之某些功能指令，如置位指令約定為S×，復(fù)位指令為R×；移位指指令為SR×[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。其中之“×”表示編程元件之編號，用十進制數(shù)表示[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。用這些方法設(shè)計實際之控制系統(tǒng)時，應(yīng)將編程元件代號和編號變換成所選用之PLC機型對應(yīng)之代號和編號[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

圖1 順序控制流程

    下面分別介紹各種設(shè)計方法[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。其中，前3種方法之設(shè)計依據(jù)都是圖1所示之順序控制流程[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。圖中，步1之轉(zhuǎn)步主令信號X0為連接啟動按鈕之輸入繼電器（為簡明起見，后述之轉(zhuǎn)步主令信號均省去“輸入繼電器”幾個字，只提輸入信號），X1為原位開關(guān)信號，X2、X3、X4分別為步2、3、4之轉(zhuǎn)步主令開關(guān)信號[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。M1～M5分別為各步之受控輔助繼電器[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。Y1～Y4分別為各步受控之輸出繼電器[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

    一、逐步得電同步失電型步進順序控制系統(tǒng)設(shè)計法

    如圖2所示，這種設(shè)計方法是根據(jù)“與”、“或”、“非”之基本邏輯關(guān)系，設(shè)計成串聯(lián)、并聯(lián)或串、并聯(lián)復(fù)合之電路結(jié)構(gòu)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

圖2 逐步得電同步失電步進順控梯形圖

    1．步進階梯之設(shè)計步進階梯之結(jié)構(gòu)

    如圖2a所示[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。步1之M1得電條件是受控機械原位開關(guān)X1處于壓合狀態(tài)（若受控機械有多個執(zhí)行機構(gòu)，則要求每個執(zhí)行機構(gòu)之原位開關(guān)均處于壓合狀態(tài)），滿足原位條件后按起動按鈕X0才能得電[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。M1得電后自鎖，并為步2提供步進條件信號（M1之常開觸點）[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。步1之執(zhí)行動作完成時觸發(fā)之行程開關(guān)信號X2作為步2之轉(zhuǎn)步條件信號[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。步2之M2之輸入滿足其步進條件和轉(zhuǎn)步條件后得電自鎖，并為步3提供步進條件信號[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。按此規(guī)律即可實現(xiàn)后續(xù)每一工作步輔助繼電器之得電和自鎖[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。停止步M5之步進條件信號和轉(zhuǎn)步條件信號分別為： 后一個工作步M4發(fā)出之步進條件信號（M4之常開觸點）和該步動作完成時所觸發(fā)之轉(zhuǎn)步信號X1[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。由于M5之得電信號令控制系統(tǒng)失電，所以M5之回路不自鎖，而且要將其常閉觸點串聯(lián)在步1回路之 左端[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。從步2起后續(xù)各個步之回路構(gòu)成分支回路[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。一旦M5得電便使整個系統(tǒng)失電[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。如不用分支回路之結(jié)構(gòu)，也可采用圖3所示之回路[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。即把M5常閉觸點分別串聯(lián)在每步輔助繼電器之回路上[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。應(yīng)該注意之是：無論工作步還是停止步，如果某步之轉(zhuǎn)步主令信號有多個，則應(yīng)將多個轉(zhuǎn)步主令信號互相串聯(lián)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

圖3 逐步得電同步失電梯形圖

    2．輸出階梯之設(shè)計輸出階梯

    如圖2b所示[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。其設(shè)計方法是：（1）在控制流程圖中，找出某輸出繼電器M在哪一步開始得電和在哪一步開始失電，以此確定其得電信號（步進階梯中使M開始得電之輔助繼電器常開觸點）和失電信號（步進階梯中使M開始失電之輔助繼電器常閉觸點）；（2）將得電信號、失電信號和受控輸出繼電器線圈串聯(lián)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。如果某個輸出繼電器在一個工作循環(huán)中多次得電失電，則將每次得失電之串聯(lián)信號互相并聯(lián)即可[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。例如，圖1中輸出繼電器Y1要求在步1和步3得電，在其余步失電[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。在圖2b畫其控制回路時，將圖1所示之第一次得電信號M1和第一次失電信號M2串聯(lián)，第二次得電信號M4和第二次失電信號串聯(lián)，然后將二者并聯(lián)起來，再與Y1之線圈串聯(lián)便構(gòu)成Y1之控制回路[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。其余依此類推[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

    二、逐步得電逐步失電型步進順序控制系統(tǒng)設(shè)計法

    1．步進階梯設(shè)計

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