單定時(shí)器控制智能彩燈系統(tǒng)

徐州機(jī)電技師學(xué)院 黃仁勝

本文通過(guò)單定時(shí)器設(shè)計(jì)控制智能彩燈，來(lái)探討三菱PLC的內(nèi)部軟件的使用方法以及如何通過(guò)內(nèi)部輔助繼電器M來(lái)控制定時(shí)器T的工作。通過(guò)讀取定時(shí)器的經(jīng)過(guò)值來(lái)控制對(duì)應(yīng)輸出，每一次輸出占用幾條支路，有幾次工作，占幾條支路的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)程序控制的。這對(duì)學(xué)習(xí)PLC程序設(shè)計(jì)和相應(yīng)的職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)起到一個(gè)拋磚引玉的作用。

設(shè)計(jì)PLC彩燈控制器，控制對(duì)像為 A、B、C、D四組燈管，在手動(dòng)測(cè)試狀態(tài)下，每一組燈管可以手動(dòng)控制；在自動(dòng)控制下，設(shè)計(jì)要求：

1、燈管組A亮1秒，滅1秒； 燈管組B亮1秒，滅1秒；燈管組C亮1秒，滅1秒；燈管組D亮1秒，滅1秒。

2、燈管組A、B亮1秒，滅1秒；燈管組A、C亮1秒，滅1秒；燈管組A、D亮1秒，滅1秒；燈管組BC亮1秒，滅1秒; 燈管組BD亮1秒，滅1秒；燈管組CD亮1秒，滅1秒。

3、燈管組A、B、C、D亮1秒，滅1秒，如此循環(huán)。

下面根據(jù)彩燈控制要求詳細(xì)闡述PLC程序設(shè)計(jì)。

一、PLC軟件的選擇

通過(guò)分析彩燈控制器的控制要求，制作這樣的控制系統(tǒng)，要有以下操作按鈕，一個(gè)啟動(dòng)按鈕，一個(gè)停止按鈕，一個(gè)手動(dòng)和一個(gè)自動(dòng)選擇旋鈕，另外還要有四個(gè)點(diǎn)動(dòng)控制按鈕。以控制對(duì)象為燈組，首先選用PLC輸出點(diǎn)來(lái)控制接觸器的線圈，然后再利用接觸器的主觸點(diǎn)控制燈組。整個(gè)燈組控制器動(dòng)作周期為22秒，通過(guò)一個(gè)定時(shí)器，設(shè)定它總的定時(shí)時(shí)間為22秒，燈組A在第1秒、 第9秒、第11秒、第13秒、第21秒得電動(dòng)作；燈組B在第3秒、第9秒、第15秒、第17秒、第21秒得電動(dòng)作； 燈組C在第5秒、第11秒，第15秒，第19秒、第21秒得電動(dòng)作；燈組D在第7秒、第13秒，第17秒，第19秒、第21秒得電動(dòng)作；這些動(dòng)作時(shí)間值是通過(guò)讀取選用定時(shí)器內(nèi)部經(jīng)過(guò)值到達(dá)對(duì)應(yīng)經(jīng)過(guò)值控制對(duì)應(yīng)PLC的輸出點(diǎn)，由PLC輸出值控制接觸器線圈，然后由接觸器的主觸點(diǎn)來(lái)控制對(duì)應(yīng)燈組。

二、I/O的功能設(shè)計(jì)

通過(guò)以上分析確定I/O分配表如表 1所示。

表1 I/O現(xiàn)場(chǎng)元件信號(hào)對(duì)照表

三、外部硬接線圖

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)元件對(duì)照表，畫出實(shí)現(xiàn)該控制外部控制電氣原理圖，如圖1所示。

圖1 外部控制電氣原理圖

四、指令表

與圖1電氣原理圖配套的指令表如表2所示。

五、電氣原理圖分析

合上電源開關(guān)QF。按下啟動(dòng)按鈕SB2，交流接觸器KM0得電并自鎖，交流接觸器KM0主觸點(diǎn)閉合，此時(shí)電源供電給PLC；同時(shí)控制的燈組得電；控制接觸器的線圈得電。按下停止按鈕SB1,交流接觸器KM0失電，接觸器KM0主觸點(diǎn)斷開，則燈組、接觸器線圈失電。燈組失電，整個(gè)系統(tǒng)斷電，這樣可以有效保護(hù)PLC和控制電器燈組。在整個(gè)燈組控制器開始工作之前，我們可以選擇是手動(dòng)測(cè)試工作模式還是自動(dòng)工作模式，當(dāng)測(cè)試/自動(dòng)選擇旋鈕處于閉合狀態(tài)，也就是X2處于閉合狀態(tài)，自動(dòng)工作標(biāo)志位M0線圈處于斷開狀態(tài)，它的常閉觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)；當(dāng)點(diǎn)動(dòng)控制 A燈組按鈕SB4處于閉合狀態(tài)，也就是X3閉合，程序控制Y0處于閉合狀態(tài)，同時(shí)燈組A也開始工作；松開A燈組按鈕SB4，則燈組A斷電；同理，分別按下SB5、SB6和SB7可以點(diǎn)動(dòng)控制燈組B、燈組C和燈組D。

表2 指令表

當(dāng)測(cè)試/自動(dòng)選擇旋鈕處于斷開狀態(tài)時(shí)候，對(duì)應(yīng)內(nèi)部程序X2常閉觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，此時(shí)等待系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)，當(dāng)SB2閉合時(shí)候，PLC程序內(nèi)部輔助繼電器M0得電自鎖，它的常閉觸點(diǎn)斷開，則點(diǎn)動(dòng)支路斷開；它的常開觸點(diǎn)閉合，接通定時(shí)器T1，T1定時(shí)器的總定時(shí)時(shí)間為22秒，這個(gè)時(shí)間是由整個(gè)彩燈控制器的循環(huán)周期決定的，等待定時(shí)經(jīng)過(guò)值達(dá)到相應(yīng)值，接通相應(yīng)的線圈，再由線圈的觸點(diǎn)控制相應(yīng)燈組。通過(guò)分析控制要求，燈組A工作的時(shí)間為0到1秒；8到9秒；11到12秒、13到14秒、20到21秒得電動(dòng)作, 要讀取定時(shí)器內(nèi)部經(jīng)過(guò)值為小于等于10時(shí)動(dòng)作為一條控制A燈的分支；把讀取定時(shí)器內(nèi)部經(jīng)過(guò)值為大于等于80時(shí)到小于90時(shí)動(dòng)作為第二條控制A燈的分支；把讀取定時(shí)器內(nèi)部經(jīng)過(guò)值為大于等于110時(shí)到小于120時(shí)動(dòng)作為第三條控制A燈的分支；把讀取定時(shí)器內(nèi)部經(jīng)過(guò)值為大于等于130時(shí)到小于140時(shí)動(dòng)作為第四條控制A燈的分支；把讀取定時(shí)器內(nèi)部經(jīng)過(guò)值為大于等于200時(shí)到小于210時(shí)動(dòng)作為第五條控制A燈的分支。而燈組B的工作時(shí)候?yàn)樵诘?秒、第9秒、第15秒、第17秒、第21秒得電動(dòng)作；燈組C在第5秒、第11秒，第15秒，第19秒、第21秒得電動(dòng)作；燈組D在第7秒、第13秒，第17秒，第19秒、第21秒得電動(dòng)作；同理可以算出控制工作定時(shí)器T1的內(nèi)部經(jīng)過(guò)值，用這個(gè)值控制各個(gè)燈組按指定規(guī)律動(dòng)作。

按下系統(tǒng)停止按鈕SB3，輸入繼電器X1斷開，讓程序內(nèi)部輔助繼電器M0失電釋放，定時(shí)器T1失電，清除T1內(nèi)部經(jīng)過(guò)值數(shù)據(jù)，再清除T1觸點(diǎn)狀態(tài)，讓它的觸點(diǎn)狀態(tài)恢復(fù)初始狀態(tài)，這樣各個(gè)正在工作燈組全部失電。按下系統(tǒng)斷電按鈕SB1，交流接觸器KM0失電釋放，整個(gè)系統(tǒng)斷電，節(jié)省能源。

根據(jù)原理圖接好線，將程序下載到PLC中，觀察實(shí)際工作現(xiàn)象，符合設(shè)計(jì)要求，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)的目的。

總之,PLC入門容易,但真正掌握可編程控制器的編程方法,能夠設(shè)計(jì)出滿足生產(chǎn)任務(wù)要求的同時(shí)程序能夠做到簡(jiǎn)潔、易懂，必須深入學(xué)習(xí)PLC技術(shù)。通過(guò)上述介紹的方法不斷地充電,總結(jié)歸納，從中找出規(guī)律，理解、消化，舉一反三，使其融入到自己以后的編程過(guò)程中，逐步確立適合自己的編程方法。