用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)PLC程序時大致可以按下面幾步來進(jìn)行:分析控制要求、選擇控制原則;設(shè)計(jì)主令元件和檢測元件,確定輸入輸出設(shè)備;設(shè)計(jì)執(zhí)行元件的控制程序;檢查修改和完善程序。下面通過例子來介紹經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。
一、設(shè)計(jì)舉例
1.送料小車自動控制的梯形圖程序設(shè)計(jì)
(1)被控對象對控制的要求 如圖1a所示送料小車在限位開關(guān)X4處裝料,20s后裝料結(jié)束,開始右行,碰到X3后停下來卸料,25s后左行,碰到X4后又停下來裝料,這樣不停地循環(huán)工作,直到按下停止按鈕X2。按鈕X0和X1分別用來起動小車右行和左行。
圖1 送料小車自動控制
a)小車運(yùn)行示意圖 b)梯形圖
(2)程序設(shè)計(jì)思路 以眾所周知的電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的梯形圖為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)出的小車控制梯形圖如圖1b所示。為使小車自動停止,將X3和X4的常閉觸點(diǎn)分別與Y0和Y1的線圈串聯(lián)。為使小車自動起動,將控制裝、卸料延時的定時器T0和T1的常開觸點(diǎn),分別與手動起動右行和左行的X0、X1的常開觸點(diǎn)并聯(lián),并用兩個限位開關(guān)對應(yīng)的X4和X3的常開觸點(diǎn)分別接通裝料、卸料電磁閥和相應(yīng)的定時器。
(3)程序分析 設(shè)小車在起動時是空車,按下左行起動按鈕X1,Y1得電,小車開始左行,碰到左限位開關(guān)時,X4的常閉觸點(diǎn)斷開,使Y1失電,小車停止左行。X4的常開觸點(diǎn)接通,使Y2和T0的線圈得電,開始裝料和延時。20s后T0的常開觸點(diǎn)閉合,使Y0得電,小車右行。小車離開左限位開關(guān)后,X4變?yōu)椤?”狀態(tài),Y2和T0的線圈失電,停止裝料,T0被復(fù)位。對右行和卸料過程的分析與上面的基本相同。如果小車正在運(yùn)行時按停止按鈕X2,小車將停止運(yùn)動,系統(tǒng)停止工作。
2.兩處卸料小車自動控制的梯形圖程序設(shè)計(jì)
兩處卸料小車運(yùn)行路線示意圖如圖2a所示,小車仍然在限位開關(guān)X4處裝料,但在X5和X3兩處輪流卸料。小車在一個工作循環(huán)中有兩次右行都要碰到X5,第一次碰到它時停下卸料,第二次碰到它時繼續(xù)前進(jìn),因此應(yīng)設(shè)置一個具有記憶功能的編程元件,區(qū)分是第一次還是第二次碰到X5。
圖2 兩處卸料小車自動控制
a)小車運(yùn)行示意圖 b)梯形圖
兩處卸料小車自動控制的梯形圖如圖2b所示,它是在圖1b的基礎(chǔ)上根據(jù)新的控制要求修改而成的。小車在第一次碰到X5和碰到X3時都應(yīng)停止右行,所以將它們的常閉觸點(diǎn)與Y0的線圈串聯(lián)。其中X5的觸點(diǎn)并聯(lián)了中間元件M100的觸點(diǎn),使X5停止右行的作用受到M100的約束,M100的作用是記憶X5是第幾次被碰到,它只在小車第二次右行經(jīng)過X5時起作用。為了利用PLC已有的輸入信號,用起保停電路來控制M100,它的起動條件和停止條件分別是小車碰到限位開關(guān)X5和X3,即M100在圖2a中虛線所示路線內(nèi)為ON,在這段時間內(nèi)M100的常開觸點(diǎn)將Y0控制電路中X5常閉觸點(diǎn)短接,因此小車第二次經(jīng)過X5時不會停止右行。
為了實(shí)現(xiàn)兩處卸料,將X3和X5的觸點(diǎn)并聯(lián)后驅(qū)動Y3和T1。調(diào)試時發(fā)現(xiàn)小車從X3開始左行,經(jīng)過X5時M100也被置位,使小車下一次右行到達(dá)X5時無法停止運(yùn)行,因此在M100的起動電路中串入Y1的常閉觸點(diǎn)。另外還發(fā)現(xiàn)小車往返經(jīng)過X5時,雖然不會停止運(yùn)動,但是出現(xiàn)了短暫的卸料動作,為此將Y1和Y0的常閉觸點(diǎn)與Y3的線圈串聯(lián),就可解決這個問題。系統(tǒng)在裝料和卸料時按停止按鈕不能使系統(tǒng)停止工作,請讀者考慮怎樣解決這個問題。
二、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的特點(diǎn)
經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法對于一些比較簡單程序設(shè)計(jì)是比較奏效的,可以收到快速、簡單的效果。但是,由于這種方法主要是依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì),所以對設(shè)計(jì)人員的要求也就比較高,特別是要求設(shè)計(jì)者有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對工業(yè)控制系統(tǒng)和工業(yè)上常用的各種典型環(huán)節(jié)比較熟悉。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法沒有規(guī)律可遵循,具有很大的試探性和隨意性,往往需經(jīng)多次反復(fù)修改和完善才能符合設(shè)計(jì)要求,所以設(shè)計(jì)的結(jié)果往往不很規(guī)范,因人而異。
經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法一般適合于設(shè)計(jì)一些簡單的梯形圖程序或復(fù)雜系統(tǒng)的某一局部程序(如手動程序等)。如果用來設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)梯形圖,存在以下問題:
1.考慮不周、設(shè)計(jì)麻煩、設(shè)計(jì)周期長
用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)的梯形圖程序時,要用大量的中間元件來完成記憶、聯(lián)鎖、互鎖等功能,由于需要考慮的因素很多,它們往往又交織在一起,分析起來非常困難,并且很容易遺漏一些問題。修改某一局部程序時,很可能會對系統(tǒng)其它部分程序產(chǎn)生意想不到的影響,往往花了很長時間,還得不到一個滿意的結(jié)果。
2.梯形圖的可讀性差、系統(tǒng)維護(hù)困難
用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的梯形圖是按設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此,即使是設(shè)計(jì)者的同行,要分析這種程序也非常困難,更不用說維修人員了,這給PLC系統(tǒng)的維護(hù)和改進(jìn)帶來許多困難。