曹麗蘋(píng)

(保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 保定 071002)

1 時(shí)序圖設(shè)計(jì)法及編程步驟

時(shí)序圖設(shè)計(jì)法也稱為時(shí)序邏輯設(shè)計(jì)法，該方法適用于PLC各輸出信號(hào)的狀態(tài)變化有一定時(shí)間順序的場(chǎng)合。在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，需要繪制輸入信號(hào)、輸出信號(hào)的工作時(shí)序圖，找出輸出信號(hào)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)刻，確定轉(zhuǎn)換過(guò)程和轉(zhuǎn)換條件。

具體編程步驟如下：

(1)分析系統(tǒng)控制要求，明確輸入信號(hào)、輸出信號(hào)數(shù)量，合理選擇PLC型號(hào)。(2)明確輸入信號(hào)及各輸出信號(hào)變換的時(shí)間順序，繪制系統(tǒng)工作時(shí)序圖。(3)根據(jù)各輸出信號(hào)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換情況，將時(shí)序圖劃分成若干個(gè)時(shí)間段，并確定各時(shí)間段的時(shí)間長(zhǎng)短。(4)根據(jù)時(shí)間段的數(shù)量確定定時(shí)器個(gè)數(shù)，分配定時(shí)器號(hào)，確定各定時(shí)器的設(shè)定值，理清各定時(shí)器定時(shí)開(kāi)始和定時(shí)時(shí)間到這2個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻各輸出信號(hào)狀態(tài)的變化情況。(5)根據(jù)定時(shí)器的功能明細(xì)表、工作時(shí)序圖和輸出信號(hào)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換情況設(shè)計(jì)梯形圖。(6)對(duì)梯形圖進(jìn)行修改調(diào)試，最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2 時(shí)序圖設(shè)計(jì)法應(yīng)用案例

2.1 明確控制要求，分配PLC的輸入、輸出端子，畫(huà)出PLC硬件原理圖

(1)系統(tǒng)控制要求分析。設(shè)計(jì)一個(gè)主干道十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，其具體要求如下：

①由于東西方向的車流量較小、南北方向車流量較大，故南北方向的放行(綠燈亮)時(shí)間較長(zhǎng)為30s，東西方向的放行時(shí)間較短為20s。

②為使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更人性化，紅燈變到綠燈時(shí)有提示，即某方向的紅燈變到綠燈的最后5s和另一方向的黃燈一起以1Hz的頻率閃爍。

③系統(tǒng)設(shè)置啟動(dòng)按鈕和停止按鈕。

(2)分配PLC的輸入、輸出端子。交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)中，啟動(dòng)按鈕和停止按鈕的信號(hào)是輸入信號(hào)，分別分配一個(gè)輸入端子。各信號(hào)燈的亮滅由PLC的輸出端子控制。同方向、同顏色的信號(hào)燈同一時(shí)間亮滅，并聯(lián)后用一個(gè)輸出點(diǎn)。被控對(duì)象有東西方向和南北方向的紅黃綠燈，被控的交通信號(hào)燈有6個(gè)，分配6個(gè)輸出端子。PLC使用三菱FX2N-32MR可以滿足系統(tǒng)的控制需要。輸入、輸出端子分配表如表1所示。

表1 交通燈控制系統(tǒng)的PLC輸入、輸出端子分配表

(3)畫(huà)出PLC硬件原理圖。PLC硬件原理圖如圖1所示。在該圖中，1個(gè)PLC的輸出端子驅(qū)動(dòng)2個(gè)并聯(lián)的信號(hào)燈，如果PLC輸出點(diǎn)的輸出電流不夠，可以在PLC輸出端增設(shè)中間繼電器，由中間繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈。

圖1 交通燈控制系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)接線圖

2.2 繪制交通燈工作時(shí)序圖

假設(shè)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合后，首先南北方向綠燈亮，放行；東西方向紅燈亮，停止。可以繪出交通燈工作時(shí)序圖如圖2所示。

圖2 交通燈控制系統(tǒng)的工作時(shí)序圖

2.3 劃分時(shí)間段，確定定時(shí)器

由時(shí)序圖可知，不同顏色的交通燈切換有明顯的時(shí)刻關(guān)系。根據(jù)時(shí)序圖，可以把交通燈在一個(gè)周期內(nèi)的工作狀態(tài)劃分成4個(gè)不同的時(shí)間區(qū)段，因此需要使用4個(gè)定時(shí)器來(lái)定時(shí)。所有定時(shí)器從同一時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，每個(gè)定時(shí)器的定時(shí)長(zhǎng)度不同，定時(shí)時(shí)間到后信號(hào)燈狀態(tài)發(fā)生變化。

2.4 設(shè)計(jì)梯形圖

交通燈控制系統(tǒng)的梯形圖如圖3所示。1Hz的閃爍控制利用PLC時(shí)鐘脈沖M8013觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，程序編寫(xiě)完成后進(jìn)行模擬調(diào)試，調(diào)試正確后即可下載運(yùn)行。按下啟動(dòng)按鈕SB1后，交通燈將按照控制要求進(jìn)行周期性地變化，按下停止按鈕SB2時(shí)，所有信號(hào)燈熄滅。

圖3 交通燈控制系統(tǒng)的梯形圖

3 結(jié)語(yǔ)

如果控制系統(tǒng)中各輸出信號(hào)的狀態(tài)變化有一定時(shí)間順序，用時(shí)序圖設(shè)計(jì)法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)更方便。使用該方法時(shí)會(huì)用到若干個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器的定時(shí)方式有2種：一種是所有定時(shí)器從同一時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，定時(shí)長(zhǎng)度不同；另一種是定時(shí)器從不同時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)或接力計(jì)時(shí)，定時(shí)長(zhǎng)度根據(jù)需求設(shè)定。2種方法的定時(shí)器數(shù)量和程序長(zhǎng)短不同，在具體應(yīng)用時(shí)要合理選擇。