可編程序控制器中輔助繼電器的運用

金彥平

(常州工程職業(yè)技術(shù)學院，江蘇常州 213164)

可編程序控制器中輔助繼電器的運用

金彥平

(常州工程職業(yè)技術(shù)學院，江蘇常州 213164)

輔助繼電器是可編程序控制器(PLC)內(nèi)部軟元件之一，它們在PLC編程中可以承擔不同的角色，起到不同的作用，通?？稍陧樞蚩刂瞥绦蛑衅饌鬟f作用、指令程序中起開關(guān)作用、程序架構(gòu)中起指定代身作用。

PLC；輔助繼電器；編程方法

可編程序控制器(PLC)是工控領(lǐng)域中常用的控制設(shè)備之一，在PLC編程中大家經(jīng)常會用到輔助繼電器(M)，而PLC中的輔助繼電器與傳統(tǒng)的繼電器構(gòu)建上有著本質(zhì)區(qū)別，傳統(tǒng)繼電器是實物電器設(shè)備，適用于接線邏輯控制，而PLC中的輔助繼電器是內(nèi)部存儲器，適用于存貯邏輯控制；傳統(tǒng)繼電器常開、常閉觸點的個數(shù)是有限的，必須通過電回路驅(qū)動線圈產(chǎn)生動作，而PLC中輔助繼電器則通過各種觸點、指令的驅(qū)動，且每個輔助繼電器都具有無數(shù)個邏輯常開、常閉觸點，在PLC程序中隨意使用，并可通過輸出繼電器驅(qū)動外部負載。

正由于輔助繼電器是內(nèi)部存儲器這些特點，在使用上帶來了許多靈活性，PLC生產(chǎn)廠家也為其設(shè)計了多個品種，如通用輔助繼電器、斷電保持輔助繼電器、特殊輔助繼電器等；而且數(shù)量多，如三菱FX3U小型PLC內(nèi)部輔助繼電器合計有8192點(個)。PLC中輔助繼電器的多品種、多數(shù)量給使用者帶來了極大的方便，給編程帶來了靈活多樣性，但也會令許多學習者編程中摸不著頭腦，找不到方法，難以掌握。以下歸納了輔助繼電器幾種作用和使用方法，供學習者參考。

一、順序控制程序中起傳遞作用

1.以啟保停電路為基礎(chǔ)的順序控制程序

圖1為PLC順序控制梯形圖，采用以啟保停電路為基礎(chǔ)的順序控制編程方法。根據(jù)圖中左側(cè)順序功能圖，程序設(shè)計采用輔助繼電器M代表各“步”，程序依M1、M2、M3步序順序傳遞動作，X1、X2分別是步M1到步M2、步M2到步M3之間的轉(zhuǎn)換條件。

圖1啟保停電路順序控制程序

由圖中右側(cè)梯形圖可知，在前級步M1為活動步，且轉(zhuǎn)換條件X1為ON時，M2置1自保持成為活動步；當X2為ON時，步M3置1自保持成為活動步，此時步M2置0自保持解除而關(guān)閉，成不活動步；以此可類推出依M位號順序傳遞活動的步序，實現(xiàn)用輔助繼電器M構(gòu)建的傳遞關(guān)系，用此類編程方法可實現(xiàn)動作的順序控制。

2.以左移位指令為基礎(chǔ)的順序控制程序

圖2是使用位左移指令(SFTL)編寫的順序控制程序。根據(jù)圖中左側(cè)順序功能圖，程序采用輔助繼電器M101、M102、M103順序傳遞動作，X0、X1、X2分別是初始狀態(tài)到步M101、步M101到步M102、步M102到步M103之間的轉(zhuǎn)換條件。

圖2移位指令順序控制程序

由圖2中右側(cè)梯形圖可知，第一行M100輔助繼電器是賦值電路，X4為執(zhí)行開關(guān)，與三個輔助繼電器的常閉觸點串聯(lián)，在X4為ON、SFTL指令未執(zhí)行前時M100線圈置1，其常開觸點ON；當條件X0為ON時，SFTL指令會執(zhí)行一次左移位，結(jié)果使M100線圈置0，M101線圈置1成為活動步；而當條件X1為ON時，SFTL指令再執(zhí)行一次左移位，結(jié)果使M101線圈置0，M102線圈置1成為活動步，程序以此類推可按M位號順序動作；最后一步動作結(jié)束后，各步輔助繼電器置0，并使M100置1，程序回到初始位，可實現(xiàn)循環(huán)往復控制。

3.以轉(zhuǎn)換為中心的順序控制程序

圖3是采用以轉(zhuǎn)換為中心的順序控制程序。根據(jù)圖中左側(cè)順序功能圖，程序采用輔助繼電器M1、M2、M3順序傳遞動作，X1、X2分別是步M1到步M2、步M2到步M3之間的轉(zhuǎn)換條件。

圖3以轉(zhuǎn)換為中心的順序控制程序

由圖3中右側(cè)梯形圖可知，當前級步M1是活動步，轉(zhuǎn)換條件X1為ON時，此時該電路完成兩個操作，先將后續(xù)步用SET M2指令將M2置位變?yōu)榛顒硬?，再將前級步用RST M1指令將M1復位變?yōu)椴换顒硬剑欢敳組2為活動步，轉(zhuǎn)換條件X2也為ON時，再將后續(xù)步用SET M3指令將M3置位變?yōu)榛顒硬?，前級步用RST M2指令將M2復位變?yōu)椴换顒硬?；程序由此類推完成功能圖的順序傳遞動作。

二、指令程序中起開關(guān)作用

1.主控指令電路中的M繼電器

圖4是主控指令MC的梯形圖。圖中主控指令MC的目標元件使用了輔助繼電器M100，因此M100成為主控開關(guān)，其主控觸點在梯形圖中與一般觸點垂直，是與左母線相連的常開觸點，是控制一組電路的總開關(guān)。程序中當X0為ON時，主控指令MC啟動，M100置1，其主控開關(guān)閉合，在MC和MCR之間的程序可以工作；當X0為OFF時，主控指令MC關(guān)閉，M100置0，其主控開關(guān)斷開，在MC和MCR之間的程序停止工作；由此可見M100在此程序中起到了一個開關(guān)的作用。

圖4主控指令MC梯形圖

2.二分頻電路中M繼電器

圖5為二分頻電路。圖中PLS為上升沿脈沖微分輸出指令，操作元件為輔助繼電器M100，當一個寬脈沖信號加到X0端口，第一個脈沖上升沿到來時，M100產(chǎn)生一個掃描周期的單脈沖，M100的常開觸點閉合，Y0線圈置1并自保持；第二個脈沖的上升沿到來時，由于M100的常閉觸點斷開一個掃描周期，Y0自保持消失，Y0線圈置0；第三個脈沖到來重復第一個脈沖時的情況，第四個脈沖到來重復第二個脈沖時的情況。以后循環(huán)往復，一直重復上述過程。由此Y0獲得X0二分之一頻率的信號。在此程序中，輔助繼電器M100起到通斷電路的開關(guān)作用。

圖5二分頻電路

3.交替輸出指令中的M繼電器

圖6為交替輸出指令程序。圖中ALT交替輸出指令的操作數(shù)為輔助繼電器M0，每次當執(zhí)行條件X0由OFF到ON變化時，操作對象M0就由置0到置1，再由置1到置0交替變化，此時M0相當于一個開關(guān)，可用于控制電路的輸出，比如用作一個按鈕控制一個燈的電路，點一下按鈕燈則一直亮，再點一下按鈕燈則一直滅。

圖6交替輸出指令程序

4.比較指令中的M繼電器

圖7為比較指令程序。圖中CMP比較指令是將源操作數(shù)K100和源操作數(shù)C20的數(shù)據(jù)進行比較，比較結(jié)果用目標元件M0、M1、M2的狀態(tài)來表示。如圖當X1為ON時，把常數(shù)100與C20的當前值進行比較，比較的結(jié)果是C20K100，則是M2置1；由此可用M0、M1、M2的觸點當作開關(guān)，用三種不同的比較結(jié)果去控制三種不同對象的動作。

圖7比較指令程序

三、程序架構(gòu)中起指定代身作用

1.雙線圈的替代

在梯形圖中，某一線圈在同一程序中使用兩次或多次，稱為雙線圈輸出。雙線圈輸出容易引起誤操作，前面的輸出無效，最后的輸出才有效。如圖8中左圖所示，Y0同一個線圈在程序中出現(xiàn)兩處，若程序運行中前面一處被置1，后面一處被置0，一個掃描周期結(jié)束該線圈狀態(tài)被置0，但PLC掃描周期時間很短，很快又進行第二次、第三次掃描，因而在宏觀上看這個線圈的狀態(tài)一直在重復1和0，是不定的。如何避免雙線圈輸出，如圖8中右圖所示，分別用M10和M11替代左圖中二處Y0，然后用M10和M11的常開觸點并聯(lián)驅(qū)動Y0線圈，即解決了雙線圈的問題。

圖8雙線圈的替代圖

2.某功能的代身

在多動作、多種功能的線性程序設(shè)計中，程序會編寫得很長，不易進行程序的查詢、修改和調(diào)試。為了能讓程序的架構(gòu)清晰有層次，可以借助M類輔助繼電器將不同的功能進行分類，比如機械手控制系統(tǒng)，有回原位、手動、單步、單次、連續(xù)5種動作，則可分別用M0～M4五個輔助繼電器打頭編寫五個動作程序，再用選擇性分支結(jié)構(gòu)或其它功能類指令進行匯合編程，將會使整個程序?qū)哟吻逦δ芮宄?，易編、易調(diào)試、易檢查。

結(jié)語

以上總結(jié)了PLC內(nèi)部輔助繼電器的三種作用，歸納了輔助繼電器幾種使用的思路和方法。在實際使用中，一定要弄清楚PLC內(nèi)部輔助繼電器的作用原理，熟悉PLC指令的功能和使用方法，理解PLC工作原理及其程序編寫的規(guī)則與方式。這樣才能掌握好PLC內(nèi)部繼電器的使用方法和程序的編制技巧。本文僅起拋磚引玉作用，供學習參考。

[1]三菱微型可編程控制器使用手冊[Z].

[2]張萬忠.可編程控制器應用技術(shù)[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002.

[3]張文明.可編程控制器及網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)[M].北京：中國鐵道出版社，2012.

The Application of Auxiliary Relay in Programmable Logic Controller

JIN Yan-ping

(Changzhou Institute of Engineering Technology, Changzhou, Jiangsu 213164)

Auxiliary relay is one of the internal devices of Programmable logic Controller (PLC). It assumes different responsibilities and plays different roles in PLC programming. In sequential control program, it operates the transfer function; in instruction program, it plays a role of switch; in the framework of program, it plays a part of the designated representative body.

PLC; Auxiliary Relay; programming method

2016-06-06

金彥平(1963-)，男，江蘇常州人，副教授、工程師，學士。研究方向：電氣類課程教學與實踐。

本文系常州工程職業(yè)技術(shù)學院2015年院級教育教學改革研究課題“可編程序控制器中輔助繼電器的運用”(項目編號：ZY6108016)的研究成果。

TM58；TM571.61

A

1008-8156(2016)03-0051-04

修回日期：2016-08-15