起保停电路的编程

摘 要：PLC梯形图程序，与传统的继电控制电路结构类似，直观明了，易学易读，初学者学习PLC编程一般是用基本逻辑指令，用经验法处理，但常出现错漏现象及理不清编程思路。经验法的出发点类似起保亭电路方式的梯形图编程方法，本文以逻辑运算的形式介绍起保亭电路方式的梯形图编程方法，指明逻辑关系式与梯形图结构的对应关系。

关键词：PLC；梯形图；起保停；编程

1 概述

PLC控制功能优越，应用广泛，特别是在自动化生产线领域。PLC的梯形图程序直观明了，简单易学。

PLC编程，首先是学起保亭编程方式的梯形图程序，其基本结构和功能类似继电控制电路中的长动控制电路，图1示意，包含起动、保持（自锁）、停止的控制功能。按钮开关SB2 、SB1分别控制电机的起动、停止，辅助常开KM自锁，线圈KM为输出。继电器的吸合与释放由其线圈的得电、失电控制。

2 起保亭电路编程方法

初学者在编程中，常常是不知如何下手及考虑的条件不充分，作者就这一问题提出一些思路。

在继电控制电路中，继电器的线圈为输出，线圈前面的电路为线圈得电的条件，电路的控制关系可用逻辑表达式表示。例如，图1控制电路的逻辑关系可表示为：

变量Y0、X0、X1、X2分别代表线圈KM、开关SB2和SB1、热继电器FR的状态，“1”代表线圈得电、开关闭合状态，“0”代表线圈断电、开关断开状态。电路的并联结构对应逻辑的“或”关系，符号为“+”，电路的串联结构对应逻辑的“与”关系，符号为“●”。

为了使PLC梯形图的结构与继电控制电路类似，通常在PLC的外部接线中，起动、停止的按钮开关、热继电器辅助开关、行程开关都接其常开触点，这样图1电路的PLC控制程序的逻辑关系式为：

编写PLC控制系统程序，先分析系统从开始到结束的整个流程，列出输出（Y）和输入（X），给出Y的逻辑表达式，根据逻辑表达式画出梯形图。

例1 电动机正反转循环运行控制，要求：1.电动机能正转起动和反转起动；2.正转起动或反转起动后，运行5秒又自动切换到反运行向状态或正向运行状态，运行5秒又自动切换，如此循环运行。

分析：根据电动机的运行原理，它的正向、反向两种运转模式，可用2个继电器控制，一个控制正转（Y0），另一个控制反转（Y1），正转起动（X0）的正反转时间可用T0和T1控制，反转起动（X1）的正反转时间可用T2和T3控制，定时器的梯形图一般比较固定，按照通常模式写出即可，电动机的正反转要有互锁保护功能。依照电动机运行的所有状态，列出Y0和Y1为“1”的条件（“+”部分）和为“0”的条件（“●”部分）：

根据上式可画出图2的梯形图程序。在程序中，定时器T0、T1、T2、T3是通常的编程模式，T0和T1，T2和T3自动切换，类似震荡电路。由于Y0和Y1设置了互锁关系，当常开触点T1和T2变为“1”时，Y1仍为原来的“1”，经运算Y0为“0”，当执行下一扫描周期时，Y1变为“0”，但常开触点T1和T2已变为“0”，经运算Y0仍为“0”，所以常开触点T0和T1要用脉冲下降沿的形式，延迟1个扫描周期，让Y1变为“0”。表1为PLC外部接线的I/O分配表，SB为按钮开关，KA为直流24V继电器，由KA控制380V交流接触器。

例2 多种液体混合装置，它的上限位、中限位、下限位由液体位置传感器检测，被液体淹没时传感器输出为ON，电磁阀A、B、C在线圈通电时打开，断电时关闭。在初始状态下，容器是空的，各阀门均关闭，各传感器输出信号均为OFF。控制要求：1.按下起動按钮，阀门A打开，液体A流入容器；2.当中夜位传感器变为ON时阀门A关闭，阀门B打开，液体B流入容器；3.当上限位传感器变为ON时，阀门B关闭，电动机开始运行，搅拌液体，5s后停止搅拌，阀门C打开，混合液排放；4.当液面降到下限位开关之后再过3S，容器液体排空，阀门C关闭，阀门A打开，开始下一周期的工作；5.按下停止按钮，在当前工作周期的工作结束后才停止工作（停在初始状态）。

分析：混合装置的运行状态可分为初态、液体A排入（Y0）、液体B排入（Y1）、混合液搅拌（Y2）、液体排放（Y3），各状态的转换条件由起动按钮、液位传感器、时间来确定，控制的逻辑关系可表示为：

因为液位传感器在液体到位时保持有信号输出，但起保停电路要求起动条件是瞬时的，所以在梯形图程序中用信号的上升沿或下降沿形式，根据逻辑表达式可画出混料装置的梯形图程序，如图3所示。

3 总结

PLC的起保停编程，第一，分析设备整个运行过程，分为哪些状态，每个状态下PLC有哪些输出，每个状态产生的条件、维持的条件及消失的条件；第二，分析起动条件是“瞬间”存在还是“保持”存在，以及它们对输出量的影响；第三，可用上升脉冲指令和下降脉冲指令对“保持”存在的条件处理；第三，列出PLC每个输出量的“或”、“与”逻辑关系式；第四，检查设备在整个运行状态下PLC每个输出量“或”、“与”逻辑关系式是否完善。

参考文献

[1] 阮友德.电气控制与PLC.北京：人民邮电出版社，2009.

[2] 廖常初.FX系列PLC编程及应用（第2版）.北京：机械工业出版社，2013.

[3] 彭小平.电气控制及PLC应用技术（三菱）.北京：机械工业出版社，2011.

作者简介

林圃（1968—）男，工学硕士，海南经贸职业技术学院工程技术学院高级实验师，长期从事《PLC技术》课程的理论与实践教学，研究方向主要为PLC技术应用。