西門子CPU1215C模塊控制器西門子中國總代理  西門子授權(quán)代理商

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本章介紹兩種通用的設(shè)計方法，用起保停電路的設(shè)計方法和以轉(zhuǎn)換為中心的設(shè)計方法，介紹使用順序控制繼電器的設(shè)計方法，最后介紹具有多種工作方式的控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。

??本章介紹的編程方法很容易學(xué)握，用它們可以迅速地、得心應(yīng)手地設(shè)計出任意復(fù)雜的數(shù)字量控制系統(tǒng)的梯形圖。

??較復(fù)雜的控制系統(tǒng)的梯形圖一般采用圖5-1所示的典型結(jié)構(gòu)。I2.0是自動/手動切換開關(guān)，當它為1時將跳過自動程序，執(zhí)行手動程序為0時將跳過手動程序，執(zhí)行自動程序，公用程序用于自動程序和手動程序相互切換的處理。開始執(zhí)行自動程序時，要求系統(tǒng)處于與自動程序的順序功能圖中初始步對應(yīng)的初始狀態(tài)。如果開機時系統(tǒng)沒有處于初始狀態(tài)，則應(yīng)進人手動工作方式，用手動操作使系統(tǒng)進人初始狀態(tài)后，再切換到自動工作方式，也可以設(shè)置使系統(tǒng)自動進人初始狀態(tài)的工作方式(見5.4節(jié)):

??系統(tǒng)進人初始狀態(tài)之前，還應(yīng)將與順序功能圖的初始步對應(yīng)的編程元件置1，為轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)作好準備，并將其余各步對應(yīng)的編程元件置為0狀態(tài)，這是因為在沒有并行序列或并行序列木處于活動狀態(tài)時，只能有一個活動步。

??圖5-1自動/手動程序

??為了便于將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，zuihao用代表各步的編程元件的地址(如MO.0)作為步的代號，并用編程元件的地址來標注轉(zhuǎn)換條件和各步的動作或命令。

??在5.1-5.3節(jié)中，假設(shè)剛開始執(zhí)行用戶程序時，系統(tǒng)已處于要求的初始狀態(tài)，并用初始化脈沖SM0.1將初始步置1，代表其余各步的各編程元件均為0狀態(tài)，為轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)作好了準備。

??使用起保停電路設(shè)計順序控制梯形圖的方法

??根據(jù)順序功能圖設(shè)計梯形圖時，可以用存儲器位M米代表步。某一步為活動步時，對應(yīng)的存儲器位為1，某一轉(zhuǎn)換實現(xiàn)時，該轉(zhuǎn)換的后續(xù)步變?yōu)榛顒硬剑凹壊阶優(yōu)椴换顒硬?。很多轉(zhuǎn)換條件都是短信號，即它存在的時間比它激活的后續(xù)步為活動步的時間短，應(yīng)使用有記憶功能的電路或指令(如起保停電路和置位、復(fù)位指令)來控制代表步的存儲器位。

??單序列的編程方法

??起保停電路僅僅使用與觸點和線圈有關(guān)的指令，任何一種可編程序控制器的指令系統(tǒng)都有這一類指令，這是一種通用的編程方法，可以用于任意型號的可編程序控制器。圖5-2中的波形圖給出了控制鍋爐的鼓風(fēng)機和引風(fēng)機的要求，按了起動按鈕I0.0后，應(yīng)先開引風(fēng)機，延時5s后再開鼓風(fēng)機。按了停止按鈕10.1后再停引風(fēng)機。

??根據(jù)Q0.0和Q0.10N/OFF狀態(tài)的變化，顯然工作期間可以分為3步，分別用M0.1、M0.2、M0.3來代表這3步，還應(yīng)設(shè)置用M0.0米代表的等待起動的初始步。起動按鈕I0.0和停止按鈕I0.1的常開觸點、定時器延時接通的常開觸點是各步之間的轉(zhuǎn)換條件。順序功能圖如圖5-2所示，圖中有兩個T37，它們的意義完全不同。與M0.1步相連的動作框中的T37表示T37的IN輸人端在MO.1步應(yīng)為1狀態(tài)，在梯形圖中，T37的IN輸人端與M0.1的線圈左側(cè)相連。轉(zhuǎn)換旁邊的T37表示T37延時接通的常開觸點，它被用來作M0.1和M0.2之間的轉(zhuǎn)換條件。

??圖5-2鼓風(fēng)機和引風(fēng)機的順序功能圖和梯形圖

??設(shè)計起保停電路的關(guān)鍵是找出它的起動條件和停止條件。根據(jù)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則，轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件是它的前級步為活動步并且滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件。步M0.1變?yōu)榛顒硬降臈l件是步M0.0為活動步，且二者之間的轉(zhuǎn)換條件I0.0=1。在起保停電路中，則應(yīng)將代表前級步的M0.0的常開觸點和代表轉(zhuǎn)換條件的I0.0的常開觸點申聯(lián)后，作為控制M0.1的起動電路。

??開M0.1和T37的常開觸點均閉合時，步M0.2變?yōu)榛顒硬?，這時步M0.1應(yīng)變?yōu)椴换顒硬?，可以將M0.2=1作為使存儲器位M0.1變?yōu)镺FF的條件，即將M0.2的常閉觸點與M0.1的線圈申聯(lián)。上述的邏輯關(guān)系可以用邏輯代數(shù)式表示為:平始自說關(guān)

??在這個例子中，可以用T37的常閉觸點代替M0.2的常閉觸點。當轉(zhuǎn)換條件由多個信號經(jīng)“與，或、非"邏輯運算組合而成時，需將它的邏輯表達式求反，再將對應(yīng)的觸點串井聯(lián)電路作為起保停電路的停止電路，這樣做不如使用后續(xù)步對應(yīng)的常閉觸點簡單方便。

??根據(jù)上述的編程方法和順序功能圖，很容易畫出梯形圖。以初始步M0.0為例，由順序功能圖可知，M0.3是它的前級步，二者之間的轉(zhuǎn)換條件為T38的常開觸點。應(yīng)將M0，3和T38的常開觸點串聯(lián)，作為M0.0的起動電路。可編程序控制器開始運行時應(yīng)將M0.0置為1，否則系統(tǒng)無法工作，故將僅在第一個掃描周期接通的SM0.1的常開觸點與起動電路并聯(lián)，起動電路還并聯(lián)了M0.0的自保持觸點。后續(xù)步M0.1的常閉觸點與M0.0的線圈串聯(lián)，M0.1為1時M0.0的線圈“斷電”，初始步變?yōu)椴换顒硬健?/p>

??下面介紹設(shè)計梯形圖的輸出電路部分的方法。由于步是根據(jù)輸出變量的狀態(tài)變化來劃分的，它們之間的關(guān)系極為簡單，可以分為兩種情況來處理:

??某一輸出最僅在某一步中為ON，例如圖5-2中的Q0.1就屬于這種情況，可以將它的線周與對應(yīng)步的存儲器位M0.2的線圍并聯(lián)。

??有的人也許會認為，既然如此，不如用這些輸出來代表該步，例如用00.1代節(jié)M0.2。當然這樣做可以節(jié)省些編程元件，存儲器位M是完全夠用的，多用一些不會增加硬件費用，在設(shè)計和輸人程序時也多花不了多少時間。全部用存儲器位來代表步具有概念清楚、縮程規(guī)范、梯形圖易于閱讀和查錯的優(yōu)點。

??某輸出在兒少中都為ON，應(yīng)將代表各有關(guān)步的存儲器位的常開觸點并聯(lián)后，驅(qū)動該輸出的線圈圖5-2中Q0.0在M0.1~M0.3這3步中均應(yīng)工作，用M0.1-M0.3的常開觸點組成的并聯(lián)電路來驅(qū)動Q0.0的線圈。

?1.選擇序列的分支的編程方法

??圖|5-3中步M0.0之后有一個選擇序列的分支，設(shè)M0，0為活動步，當它的后續(xù)步M0.1或M0.2變?yōu)榛顒硬綍r，它都應(yīng)變?yōu)椴换顒硬?M0，0變?yōu)?狀態(tài))，應(yīng)將M0.I和M0.2的常閉觸點與M0.0的線圈串聯(lián)。

??如果某一步的后面有一個山N條分支組成的選擇序列，該步可能轉(zhuǎn)換到不同的N步去，則應(yīng)將這N個后續(xù)步對應(yīng)的存儲器位的常閉觸點與該步的線圈申聯(lián)，作為結(jié)束該步的條件。

??2.選擇序列的合并的編程方法

??圖5-3中，步M0.2之前有一個選擇序列的合并，當步M0.1為活動步(M0.1為1)并且轉(zhuǎn)換條件I0.1滿足，或步M0，0為活動步并且轉(zhuǎn)換條件I0.2滿足，步M0.2都應(yīng)變?yōu)榛顒硬剑创碓摬降拇鎯ζ魑籑0.2的起動條件應(yīng)為M0.1I0.1 M0.0-10.2，對應(yīng)的起動電路由兩條并聯(lián)支路組成，每條支路分別由MO.1、10.1和M0.0、I0.2的常開觸點申聯(lián)而成(見圖5-4)。

??-般來說，對于選擇序列的合并，如果某一步之前有N個轉(zhuǎn)換(即有N條分支進人該步)，則代表該步的存儲器位的起動電路由N條支路并聯(lián)而成，各支路由某一前級步對應(yīng)的存儲器位的常開觸點與相應(yīng)轉(zhuǎn)換條件對應(yīng)的觸點或電路中聯(lián)而成。

圖5-4 梯形圖

??并行序列的編程方法

??1.井行序列的分支的編程方法

??圖5-3中的步M0.2之后有一個并行序列的分支，當步M0.2是活動步并且.轉(zhuǎn)換條件I03滿足時，步M0.3與步M0.5應(yīng)變?yōu)榛顒硬剑@是用M0.2和I0.3的常開觸點組成的串聯(lián)電路分別作為M0.3和M0.5的起動電路來實現(xiàn)的，步M0.2應(yīng)變?yōu)椴换顒硬讲組0.3和M0.5是變?yōu)樵拕硬降模恍鑼0.3或M0.5的常閉觸點與M0.2的線副串聯(lián)就行了。

??2.并行序列的合并的編程方法

??步M0.7之前有一個并行序列的合并，該轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件是所有的前級步(即步M0.4和M0.6)都是活動步和轉(zhuǎn)換條件I0.6滿足。由此可知，應(yīng)將M0.4，M0.6和I0.6的常開觸點串聯(lián)，作為控制M0.7的起保停電路的起動電路。

??任何復(fù)雜的順序功能圖都是由單序列、選擇序列和并行序列組成的，掌握了單序列的編程方法和選擇序列、并行序列的分支、合井的縱程方法，就不難迅來地設(shè)計出任意復(fù)雜的順序功能圖描述的開關(guān)量控制系統(tǒng)的梯形圖。

??僅有兩步的閉環(huán)的處理

??如果在順序功能圖中有僅由兩步組成的小閉環(huán)(見圖5-5a)，用起保停電路設(shè)計的梯形圖不能正常工作。例如M0.2和I0.2均為1時，M0.3的起動電路接通，這時與M03的線圈串聯(lián)的M0.2的常閉觸點卻是斷開的M0.3的線圈不能“通電"。出現(xiàn)上述問題的根本原因在于少M0.2既是步M0.3的前級步，又是它的后續(xù)步。在小閉環(huán)中增設(shè)一步就可以解決這一問題(見圖5-5b)，這一步只起延時作用，延時時間可以取得很短(如0.1s)，對系統(tǒng)的運行不會有什么影響。

??圖5-5僅有兩步的閉壞的處理