单按钮起停控制的PLC编程技术

0  引言

   　 在PLC控制系统设计中,常常碰到负载的起动与停止控制,通常的做法是采用两只按钮作为外部起动与停止控制的输入器件, 在PLC中与两只按钮相对应的输入点数也有两个，PLC的外部接线如图1所示，按钮SB1（X0）作为起动控制，按钮SB2（X1）作为停止控制，这样虽然可以达到控制目的,但需要的按钮和连接导线较多,PLC的输入点数也较多。但在实际工作中，可以充分利用PLC内部多功能化的特点，采用单个按钮控制负载的起动与停止，进行改进后的PLC外部接线如图2所示，用SB替代SB1 和SB2的功能，用X0替代X0和X1的功能，电路的实际接线就大大简化，这样做不仅节省了硬件成本,而且还大大减少了由于按钮多而可能引起的故障.使电路更加经济合理、安全可靠，控制方便简单，具有很高的实用价值。笔者根据实际的工作经验和研究成果，以松下电工FP0系列PLC为例介绍几种单按钮起停控制的PLC编程技术。

图1                                     图2

1  采用上升沿微分指令的编程技术

图3 采用上升沿微分指令编程的梯形图程序   图4采用置位/复位指令编程的梯形图程序

    　采用上升沿微分指令编程的梯形图程序，如图3所示，控制过程如下：

   　 当第一次按下SB时，X0接通，使R0的线圈接通一个扫描周期，其常开触点闭合，Y0的线圈接通并自锁，启动外部负载工作运行；同时，Y0的对常开触点闭合，为R1的线圈接通做准备；当第2次按下按钮SB时，X0接通，R0再次接通一个扫描周期，R1的线圈被接通，R1的常闭触点分断，Y0的线圈断开，外部负载停止工作。反复按下SB，将会重复上述控制过程。

2  采用置位/复位指令的编程技术

    　采用置位/复位指令编程的梯形图程序，如图4所示，控制过程如下：
当按下SB时，X0接通，R0的线圈接通一个扫描周期，其常开触点闭合，R2置位（闭合）且保持，R2的一对常开触点闭合，Y0的线圈接通，启动外部负载工作运行；同时，R2的另一对常开接点闭合，为R1的线圈接通做准备；当再次按下SB时，X0接通，使R0的线圈再次接通一个扫描周期，R1的线圈接通，R1的常开接点闭合，R2复位（断开）且保持,Y0的线圈断开，外部负载停止工作运行。之后依次按下SB的工作情形与上述相同。

3  采用计数器指令的编程技术

图5 采用计数器指令编程的梯形图程序      图6 采用定时器指令编程的梯形图

    　采用计数器指令编程的梯形图程序，如图5所示，从图中可以看出：

    　第一次按下SB时，X0接通一个扫描周期，CT100计数1次，Y0 的线圈接通并自锁；第二次按下SB时，X0再次接通一个扫描周期，CT100再计数1次，累计计数2次，则C100常闭触点断开，Y0的线圈断开，且C100常开触点闭合使CT100复位，为下一次计数作好准备。然后又开始新一轮的循环。

4  采用定时器指令的编程技术

   　 采用定时器指令编程的梯形图程序如图6所示。定时器TMR0的设定值为1，定时时间为0.01s（设定值值尽可能小，以防止启动后出现异常情况时，便于立即停车）。从图6中可以看出：

    　当按下SB时，X0接通一个扫描周期，Y0的线圈被置位接通。Y0的常开触点使定时器TMR0定时0.01s后启动，其常闭触点断开，而常开触点闭合,为Y0的复位做准备；当再次按下SB时，X0又接通一个扫描周期，由于X0和TMR0的常开触点都接通，Y0复位，Y0的线圈断开。如此循环往复。

5  采用保持指令的编程技术

图7采用保持指令编程的梯形图程序     图8采用移位寄存器指令编程的梯形图程序

    　采用保持指令编程的梯形图程序，如图7所示，控制过程如下：

   　 当按下SB时，X0接通，R0的线圈接通一个扫描周期，置位触发信号R0的常开触点闭合，使KP置位，Y0的线圈接通，Y0的常开触点闭合，为R1接通做准备；当再次按下SB时，X0接通，R0的线圈再次接通一个扫描周期，R1的线圈也接通一个扫描周期，复位信号R1的常开触点闭合，使KP复位，Y0的线圈断开。每按下SB一次，Y0的状态反转一次。

6  采用移位寄存器指令的编程技术

    　采用移位寄存器指令编程的梯形图程序，如图8所示，图中是对WR0进行左移1位的操作，移入的数据是0还是1由R0的状态决定，移位触发信号为X0，复位信号R1的常开触点。其工作过程如下：

    　第1次按下SB时，X0接通，由于起初R0（WR的0位）的常闭触点闭合，向移位寄存器SR WR0端输入信号，1被移入R0，R0的常开触点闭合，Y0的线圈接通，同时，R0的常闭触点断开；第2次按下SB时，X0接通，向左移位寄存器SR WR0端输入信号，SR WR0左移一位，1被移入R1，由于R0的常闭触点断开，0被移入R0， R0复位，Y0的线圈断开，R1的常开触点闭合， WR0的16位继电器状态全部为0，此时，电路恢复最初状态，为下次起动做准备。

7  采用主控MC/MCE指令的编程技术

图9 采用MC/MCR指令编程的梯形图程序    图10用基本比较指令编程的梯形图

    　采用主控指令编程的梯形图程序，如图9所示，控制过程如下：

    　当按下SB时，X0接通，进入MC，MCE指令程序，由于Y0常闭触点初始闭合，R0的线圈接通并自锁，R0常闭触点分断对R1的线圈互锁，R0常开触点闭合，Y0的线圈接通并自锁，松开SB后，结束执行MC，MCE之间指令程序，R0复位；当再次按下SB时，X0接通，又重新进入MC，MCE指令程序，由于Y0的线圈已接通，R0线圈通路已被Y0的常闭触点分断，R0的线圈不再接通， R1的线圈通路则被Y0常开触点闭合而接通并自锁，R1的常闭触点分断，其一对触点使Y0的线圈断开，另一对触点则对R0的线圈互锁，不会因为Y0的常闭触点复位后导致R0和Y0的线圈再接通的错乱控制现象。松开SB后，结束执行MC，MCE之间指令程序，R1复位。之后依次按下SB的控制过程与上述的相同。

8  采用基本比较指令的编程技术

    　采用基本比较指令编程的梯形图程序，如图10所示，控制过程如下：

   　 当按下SB时，X0接通触发CT100计数1次，经过值减1，此时，经过值寄存器EV100=K1，使 Y0的线圈接通；当再次按下SB时，X0接通触发CT100再计数1次，累计计数2次，经过值再减1，此时，经过值寄存器EV100=K0，使Y0的线圈断开，与此同时，CT100的常开触点C100闭合触发CT100，使CT100复位。反复按下SB，将会重复上述控制过程。

9  采用高级指令的编程技术

   　 PLC的指令系统中除了基本的逻辑控制指令外，还有丰富的高级指令，可以方便的实现数据传输、算术运算、比较、变换、移位、位控制等各种功能。熟悉并在实际中合理的应用合适的高级指令，可以大大简化程序，这一点是传统的继电器控制系统无法比拟的。如图11所示的一行指令，采用高级指令F132 （BTI）使WY0的0位即Y0在X0的每次上升沿变反，即可实现控制要求。

图11采用高级指令F132 （BTI） 编程的梯形图程序

10  结束语

    　上述介绍的这些编程技术，实践证明是切实可行的。由于PLC具有丰富的指令集，编程十分简单灵活，同样的控制要求可以选用不同的指令进行编程，编程人员需要在实践中不断摸索和提高自己的编程技巧，才能充分发挥PLC的优势，实现各种控制要求。

参考文献：
[1]王兆义主编.可编程控制器技术教程[M].北京:机械工业出版社,1998.
[2]常斗南主编.电器控制与PLC[M].北京:机械工业出版社,1998.
[3]李向东主编.可编程序控制器[M].北京:机械工业出版社,2007.
[4] 日本松下电工株式会社.FP系列FP-M/FP编程手册[Z].

作者简介： 
孙克礼，男，1968年12月生，汉族，江苏泰州人，供职单位：泰州机电高等职业技术学校，高级教师，主要从事机电一体化专业的教学和研究工作，多篇论文在省级以上刊物发表。联系电话：13852863593，邮编：225300

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