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PLC控制程序编写方法有哪些

(2)绘制梯形图

  启动编程软件，按照图5-7所示的状态转移图编写梯形图，编写完成的梯形图如图5-8所示。

  下面对照图5-6所示控制线路来说明图5-8所示梯形图的工作原理。

  液体混合装置有自动和手动两种控制方式，它由开关QS来决定(QS闭合一一自动控制:QS断开手动控制)。要让装置工作在自动控制方式，除了开关QS应闭合外，装置还须满足自动控制的初始条件(又称原点条件)，否则系统将无法进入自动控制方式。装置的原点条件是L、M、H液位传感器的开关SQ1、SQ2、SQ3均断开，电磁阀YV1、YV2、YV3均关闭，电动机M停转。

  ①检测原点条件。图5-8梯形图中的[1]程序用来检测原点条件(或称初始条件)。在自动控制工作前，若装置中的液体未排完，或者电磁阀YV1、YV2、YV3和电动机M有一个或多个处于得电工作状态,即不满足原点条件,系统将无法进入自动控制工作状态。

  程序检测原点条件的方法:若装置中的C液体位置高于传感器L一SQ1闭合一[1]10.2常闭触点断开,M0.0线圈无法得电;或者某原因让Q0.0~Q03线圈中的一个或多个处于得电状态，会使电磁阀YV1、YV2、YV3或电动机M处于通电工作状态，同时会使00.0-Q0.3常闭触点断开而让M0.0线圈无法得电，[6]M00常开触点断开，无法对状态继电器S0.1置位，也就不会转移执行从S0.1程序段开始的自动控制程序。

  如果是因为C液体未排完而使装置不满足自动控制的原点条件，可手工操作SB5按钮，使[7]113常开触点闭合，Q0.2线圈得电，接触器KM3线圈得电，KM3触点(图5-6中未画出)闭合，接通电磁阀YV3线圈电源，YV3打开，将C液体从装置容器中放完，液位传感器L的SO1断开，[1]10.2常闭触点闭合，M0.0线圆得电，从而满足自动控制所需的原点条件。

  ②自动控制过程，在启动自动控制前，需要做一些准备工作，包括操作准备和程序。

  a.操作准备:将手动/自动切换开关QS闭合，选择自动控制方式，图5-8中[6]IL0常开触点闭合，为接通自动控制程序段做准备，[7]I1.0常闭触点断开，切断手动控制程序段。

  b.程序准备:在启动自动控制前，[1]程序会检测原点条件，若满足原点条件，则辅助继电器线圈M0.0得电，[6]M0.0常开触点闭合，为接通自动控制程序段做准备。另外，在PLC刚启动时，[4]SM01触点自动接通一个扫描周期，“S S0.0,1”指令执行，将状态继电器S0.0置位，使程序转移至S0.0程序段，也为接通自动控制程序段做准备。

  c.启动自动控制:按下启动按钮SB1一[6]10.0常开触点闲合一执行“SCRT S0.1”指令，程序转移至S0.1程序段一由于[10]SM0.0触点在S0.1程序段运行期间始终闭合，Q00线圈得电一Q00端子内硬触点闭合一KM1线圆得电一主电路中KM1主触点闭合(图56中未画出主电路部分)一电磁阀YV1线围通电，阀门打开，注人A液休一当A液体高度到达液位传感器M位實时，传感器开关SQ2闭合一[10]10.3常开触点闭合一执行“SCRTS02”指令，程序转移至S02程序段(同时S0.1程序段复位)一由于[13]SM0.0触点在S02程序段运行期间始终闭合，Q0.1线圈得电，S0.1程序段复位使Q0.0线圈失电一Q0.0线圈失电使电磁阀YV1阀门关闭，Q0.1线圈得电使电磁阀YV2阀门打开，注人B液体一当B液体高度到达液位传感器H位置时，传感器开关SQ3闭合一[13]10.4常开触点闭合一执行“SCRT S0.3”指令，程序转移至S0.3程序段一[16]常ON触点SM0.0使Q0.3线圈得电-搅拌电动机M运转，同时定时器T50开始20s计时一20s后，定时器T50动作一[16]T50常开触点闭合一执行“SCRT S0.4”指令，程序转移至S0.4程序段一[19]常ON触点SM0.0使Q0.2线圈被置位一电磁阀YV3打开，C液体流出一当液体下降到液位传感器L位置时，传感器开关SQ1断开一[3]10.2常开触点断开(在液体高于L位置时SQ1处于闭合状态)，产生一个下降沿脉冲一下降沿脉冲触点为继电器M0.1线圈接通一个扫描周期一[19]M0.1常开触点闭合一执行“SCRT S0.5”，程序转移至S0.5程序段，由于Q0.2线圈是置位得电，故程序转移时Q0.2线圈不会失电-[22]常ON触点SM0.0使定时器T51开始20s计时一20s后，[22]T51常开触点闭合，Q0.2线圈被复位一电磁阀YV3关闭;与此同时，S0.1线圈得电，[9]S0.1程序段激活，开始下一次自动控制。

  d停止控制:在自动控制过程中，若按下停止按钮SB2-[2]I0.1常开触点闭合一[2]辅助继电器M0.2得电-[2]M0.2自锁触点闭合，锁定供电:[22]M0.2常闭触点断开，状态继电器S0.1无法得电，[9]S0.1程序段无法运行;[22]M0.2常开触点闭合，当程序运行到[22]时，T51常开触点闭合，状态继电器0.0得电，[5]S0.0程序段运行,但由于常开触点10.0处于断开(SB1断开)状态，状态继电器S0.1无法置位，无法转移到S0.1程序段，自动控制程序部分无法运行。

  ③手动控制过程。将手动/自动切换开关QS断开，选择手动控制方式-[6]110常开触点断开，状态继电器S0.1无法置位，无法转移到S0.1程序段，即无法进人自动控制程序:[7]11.0常闭触点闭合，接通手动控制程序一按下SB3，I1.1常开触点闭合，Q0.0线圈得电，电磁阀YV1打开，注人A液体-松开SB3，I1.1常闭触点断开，Q0.0线圈失电，电磁阀YV1关闭，停止注人A液体一按下SB4注人B液体，松开SB4停止注人B液体一按下SB5排出C液体，松开SB5停止排出C液体-按下SB6搅拌液体，松开SB6停止搅拌液体。

(1)绘制状态转移图

  在编写较复杂的步进程序时，建议先绘制状态转移图，再按状态转移图的框架绘制梯形图。STEP7-Micro/WIN SMART编程软件不具备状态转移图绘制功能，因此可采用手工或借助一般的图形软件绘制状态转移图。

  图5-7所示为液体混合装置控制的状态转移图。

图5-7液体混合装置控制的状态转移图

三、 PLC 硬件系统设计

1 ． PLC 型号的选择

在作出系统控制方案的决策之前，要详细了解被控对象的控制要求，从而决定是否选用 PLC 进行控制。

在控制系统逻辑关系较复杂（需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等）、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理（有数据运算、模拟量的控制、 PID 调节等）、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC 产品，使用户眼花缭乱、无所适从。所以全面权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑。

（ 1 ）对输入 / 输出点的选择

盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。

要先弄清除控制系统的 I/O 总点数，再按实际所需总点数的 15 ～ 20 ％留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需 PLC 的点数。

另外要注意，一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接通的输入点不得超过总输入点的 60 ％； PLC 每个输出点的驱动能力（ A/ 点）也是有限的，有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般 PLC 的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。

PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC 平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的 PLC 。

（ 2 ）对存储容量的选择

对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 / 点＋输出总点数乘 5 字 / 点来估算；计数器 / 定时器按（ 3 ～ 5 ）字 / 个估算；有运算处理时按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模拟量输入 / 输出的系统中，可以按每输入 / （或输出）一路模拟量约需（ 80 ～ 100 ）字左右的存储容量来估算；有通信处理时按每个接口 200 字以上的数量粗略估算。*后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。对缺乏经验的设计者，选择容量时留有裕量要大些。

（ 3 ）对 I/O 响应时间的选择

PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2 ～ 3 个扫描周期）等。对开关量控制的系统， PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O 响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。

（ 4 ）根据输出负载的特点选型

不同的负载对 PLC 的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC 有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的 PLC 。

（ 5 ）对在线和离线编程的选择

离线编程示指主机和编程器共用一个 CPU ，通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时， CPU 只为编程器服务，而不对现场进行控制。专用编程器编程属于这种情况。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ，主机的 CPU 完成对现场的控制，在每一个扫描周期末尾与编程器通信，编程器把修改的程序发给主机，在下一个扫描周期主机将按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程，也能实现在线编程。在线编程需购置计算机，并配置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。

（ 6 ）据是否联网通信选型

若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络，则 PLC 需要有通信联网功能，即要求 PLC 应具有连接其他 PLC 、上位计算机及 CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能，目前大部分小型机也具有通信功能。

（ 7 ）对 PLC 结构形式的选择

在相同功能和相同 I/O 点数据的情况下，整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活，维修方便（换模块），容易判断故障等优点，要按实际需要选择 PLC 的结构形式。