PLC軟件係統及常用編程語言
PLC的控制方式屬於存儲程序控制,其控制功能是通過存放在存儲器內的程序來實現的,若要對控制功能作必要修改,只需改變控制程序即可,這就實現了控制的軟件化。可編程控制器的優點在於"可"字,從軟件來講,其控制程序可編輯、可修改;從硬件上講,其外部設備配置可變。構建一個PLC控制係統的重心就在於控制程序的編制,但外部設備的選用也將對程序的編制產生影響。因此在進行程序設計時應結合實際需要,硬、軟件綜合考慮。本文就硬、軟兩方面,選取梯形圖為編程語言,以松下電工FPO-C32型PLC為例,對PLC使用過程中易出現的幾個問題及解決方法進行了分析。
一、外部輸入設備的選用與PLC輸入繼電器的使用
1. 外部輸入信號的採集
PLC的外部設備主要是指控制係統中的輸入輸出設備,其中輸人設備是對係統發出控制信號的主令電器,在編寫控制程序時注意外部輸入設備使用的是常開還是常閉觸點,並以此為基礎進行程序編制。否則易出現控制錯誤。
在PLC內部存儲器中有於輸入狀態存儲的輸入繼電器區,各輸入設備(開關、按鈕、行程開關或傳感器信號)的狀態經由輸入接口電路存儲在該區域內,每個輸入繼電器可存儲一個輸入設備狀態。PLC中使用的"繼電器"並非實體繼電器,而是"軟繼電器",可提供無數個常開、常閉觸點用於編程。每個"軟繼電器"僅對應PLC存儲單元中的一位(bit),該位狀態為"1",表示該"軟繼電器線圈"通電,則程序中所有該繼電器的觸點都動作。輸入繼電器作為PLC接收外部主令信號的器件,通過接線與外部輸入設備相聯係,其"線圈"狀態只能由外部輸入信號驅動。輸入信號的採集工作示意圖如圖1。
輸入繼電器線圈其狀態取決於外部設備狀態
圖1 PLC輸入信號採集示意圖
圖1中,輸入設備選用的是按鈕SB0的常閉觸點,輸入繼電器X0的線圈狀態取決於SB0的狀態。該按鈕未按下時,輸入繼電器X0線圈狀態為"1"通電狀態,程序中所有X0觸點均動作,即常開觸點接通,常閉觸點斷開;若按下該按鈕,則輸入繼電器X0線圈狀態為"0"斷電狀態,程序中所有X0觸點均恢復常態。如果輸入繼電器連接的輸入設備是按鈕SB0的常開觸點,則情況恰好相反:在該按鈕未按下時,輸入繼電器X0線圈狀態為"0"斷電狀態,程序中所有X0觸點均不動作;若按下該按鈕,輸入繼電器X0線圈狀態為"1"通電狀態,程序中所有X0觸點均動作。
2. 停車按鈕使用常閉型
由於PLC在運行程序判別觸點通斷狀態時,只取決於其內存中輸入繼電器線圈的狀態,並不直接識別外部設備,因此編程時,外部設備的選用與程序中的觸點類型密切相關。這是一個在對照電氣控制原理圖進行PLC編程時易出現的問題。典型的例子是基本控制--"起保停控制"中的停車控制。
圖2 "起保停控制"電氣原理圖
圖2為"起保停控制"電氣原理圖,在該係統中,按鈕SB0用於停車控制,因此使用其常閉觸點串聯於控制線路。SBl為起動按鈕,使用其常開觸點。若使用相同的設備(即停車SB0用常閉觸點,起動SBl用常開觸點),利用PLC進行該控制,則需編程梯形圖程序(圖3):
圖3 "起保停控制"梯形圖程序(停車按鈕使用常閉觸點)
I/O分配:SB0--X0,SBl-Xl,輸出Y0
該梯形圖中停車信號X0使用的是常開觸點串聯在控制線路中,這是因為外部停車設備選取按鈕常閉觸點所致,不操作該按鈕,則輸出Y0正常接通,若按下該按鈕,輸出Y0斷電。
3. 停車按鈕使用常開型
若希望編制出符合我們平時閱讀習慣的梯形圖程序(圖4),則在選用外部停車設備時需使用按鈕SB0的常開觸點與X0相連。
圖4 "起保停控制"梯形圖程序(停車按鈕使用常開觸點)
I/O分配:SB0--X0,SBl--Xl,輸出Y0
圖3、4梯形圖完成相同的控制功能,程序中停車信號X0使用的觸點類型卻不相同,其原因就是連接在輸入繼電器X0上的外部停車按鈕觸點類型選用不同。圖4所示梯形圖程序更加符合我們的閱讀習慣,也更易分析其邏輯控制功能,因此在PLC構成控制係統中,外部開關、按鈕無論用於起動還是停車,一般都選用常開型,這是一個在使用PLC時需要格外注意的問題。
二、PLC的"串行"運行方式與控制程序的編制
PLC與繼電接觸器控制的重要區別之一就是工作方式不同。繼電接觸器控制係統是按"並行"方式工作的,也就是說是按同時執行的方式工作的,只要形成電流通路,就可能有幾個電器同時動作。而PLC是以"串行"方式工作的,PLC在循環執行程序時,是按照語句的書寫順序自上而下進行邏輯運算,而前面邏輯運算的結果會影響後面語句的邏輯運算結果。因此梯形圖編程時,各語句的位置也會對控制功能產生關鍵影響。例如:
圖5 程序1
程序1調試結果:X0接通3次,Y3接通,X0再接通1次,Y3斷開
圖6 程序2