PLC程序设计的选择技巧论文
可编程序控制器简称PLC, 是现代工业控制的基础部件, 是工厂自动化的支柱之一。
PLC聚集了结构简单、编程简单、可靠性高、性能价格比高、抗干扰能力强、通用灵活、体积小等一系列优点, 使其在工业生产过程的自动化控制领域得到了广泛的应用。如果程序过于简单, 学生就没兴趣设计, 相反如果程序过于复杂, 不容易设计, 又会打击学生的积极性, 所以一个好的设计课题对于提高学生对PLC的程序设计能力, 至关重要。
1 PLC应用设计步骤
首先要让学生了解PLC的程序设计步骤, 设计一个PLC控制系统需要以下七个步骤:
1.1系统设计与设备选型
a.分析所控制的设备或系统。PLC最主要的目的是控制外部系统。这个系统可能是单个机器, 机群或一个生产过程。
b.判断一下所要控制的设备或系统的输入输出点数是否符合可编程控制器的点数要求。 (选型要求)
c.判断一下所要控制的设备或系统的复杂程度, 分析内存容量是否够。
1.2 I/O赋值 (分配输入输出)
a.将所要控制的设备或系统的输入信号进行赋值, 与PLC的输入编号相对应。 (列表)
b.将所要控制的设备或系统的输出信号进行赋值, 与PLC的输出编号相对应。 (列表)
3.设计控制原理图
a.设计出较完整的控制草图。
b.编写控制程序。
c.在达到控制目的的前提下尽量简化程序。
4.编辑调试修改程序
a.程序查错 (逻辑及语法检查)
b.在局部插入END, 分段调试程序。
c.整体运行调试
5.程序写入PLC
将程序写入可编程控制器。
6.监视运行情况
在监视方式下, 监视一下控制程序的每个动作是否正确。如不正确返回步骤5, 如果正确则作第七步。
7.运行程序 (千万别忘记备份程序)
显然, 在建立一个PLC控制系统, 必须首先把系统需要的输入、输出数量确定下来, 然后按需要确定各种控制动作的顺序和各个控制装置彼此之间的关系。确定控制上的相互关系之后, 就可以分配输入输出设备, 之后就可以设计PLC程序画出梯形图。梯形图画好后, 可以使用专用软件直接把梯形图输入计算机并下装到PLC进行模拟调试、修改直到符合要求。这便是程序设计的整个过程。
2 程序设计案例
学生在了解了PLC的应用设计步骤后, 我们就可以设计程序了。本文以三菱FX2N机型PLC为例进行介绍, 以人行横道交通灯控制为例进行探讨, 其他项目可举一反三, 触类旁通。
2.1 问题的提出
在只需要纵向或横向行使的交通系统中, 也需要考虑另一方向的人行道, 在这种情况下, 利用十字路口交通灯控制系统显然不合适, 那么必须考虑新的控制系统。交通情况如图1所示, 由图可见, 东西方向是车道, 南北方向是人行道。正常情况下, 车道上有车辆行事, 如果有行人要过交通路口, 先要按动按钮, 等到绿灯亮时, 方可通过, 此时东西方向车道上红灯亮。延时一段时间后, 南北方向的红灯亮, 东西方向的绿灯亮。各段时间由图2所示。
2.2 设计步骤
1) 设备选型
硬件及接线
根据上述要求可见, 系统所需车道 (东西方向) 红、绿、黄各2只信号灯, 人行道 (南北方向) 红、绿各2只信号灯, 南北方向各需一只按钮。本案除PLC主机外, 尚需配备两个信号灯箱和一个按钮箱。
2) I/O赋值 (分配输入输出)
可编程控制器的输入/输出端子分配及硬件连接分别由表1及图3所示。其中SA开关代表可编程控制器自身的运行开关。
3) 系统软件设计
在本模块中, 采用步进梯形指令并联分支、汇合编程的方法来实现人行横信号灯的功能。其状态转移图如图4所示。由图可知, 把车道 (东西方向) 信号灯的控制作为左面的并联分支, 人行道 (南北方向) 信号灯的控制作为并联分支的右面支路, 并联分支的转移条件是人行道南北两只按钮的或关系, 灯亮到长短利用定时器控制, 人行道绿灯闪是利用子循环加记数器了实现。
本状态转移图总体上讲为一个并行分支、汇合流程, 只是在S33处有一个选择性分支, 在编程时应引起注意。
程序如表下所示。
4) 编辑调试修改程序
用软件本身功能进行逻辑及语法检查, 可以在局部插入END, 分段调试程序, 然后进行整体运行调试, 达到控制目标。
5) 程序写入PLC
将程序按照操作规定:停止—写入—运行方式写入可编程控制器。
6) 监视运行情况
在监视方式下, 监视一下控制程序的每个动作是否正确。如不正确返回步骤5, 如果正确则作第七步。
7) 运行程序
接好输入输出点, 观察PLC指示灯, 运行指示灯点亮, 表明程序开始运行, 有关的指示灯将显示运行结果。
以上七个程序由浅到深, 不但具有针对性而且具有启发性, 变复杂为简单, 既激发了学生钻研的兴趣, 增强了自信心, 同时教学效果也能够得到很大提高。
本例具有一定的代表性, 其应用到的常用基本指令也很全面。
实践证明, 要提高编程技巧, 必须在学习PLC原理的基础上, 不断地进行编程操作训练、指令系统训练、程序设计训练, 才能加深对各种指令的功能及其特点的理解, 达到熟练地掌握编程方法, 提高编程技巧, 从而可以提高PLC技术的综合应用设计能力。
摘要：PLC的程序设计是控制技术的核心, 一个与生活有关的设计项目, 能够迎合学生的好奇心, 唤醒自信心, 满足探索的要求, 对提高学生能力, 至关重要。本文从PLC设计步骤出发, 用案例讨论PLC的程序设计的应用技巧。
关键词：PLC,程序设计,步骤
参考文献
[1] 三菱可编程控制器FX2N编程手册.三菱电机.
[2] 阮友德.电气控制与PLC实训教程[M].北京:人民邮电出版社, 2006.
[3] 可编程控制器与变频技术, 刘守操等编.广东省电工技能鉴定所.
[4] 王兆义.小型可编程控制器实用技术[M].北京:机械工业出版社, 2003.
[5] 张桂香.电气控制与PLC应用[M].北京:化学工业出版社, 2003.
[6] 史国生.电气控制与可编程控制器技术[M].北京:化学工业出版社, 2004.