鄭州繼飛機電設(shè)備有限公司

繼飛機電(圖)-中央空調(diào)自控作用-二七區(qū)中央空調(diào)自控 ：

PLC程序設(shè)計，一般均采用直覺法，也就是說它植根于電路設(shè)計者本身的學習經(jīng)驗，較為主觀直接。必須經(jīng)歷一段瞎子摸象的嘗試錯誤(tryanderror)時期，對程序進行除錯之后才能符合所需功能或動作要求；因此設(shè)計出來的程序因人而異，除了原程序設(shè)計者之外，使用者或維修人員較不易理解其動作流程，亦即程序的可讀性較低。但程序設(shè)計確實有脈絡(luò)可循，只是現(xiàn)有的書籍很少提及這一部份。

以下以『三相感應電動機故障警報控制』電路為例，由傳統(tǒng)電工圖轉(zhuǎn)換為階梯圖的過程，淺談程序設(shè)計，希望你們看了后對于相關(guān)的回路轉(zhuǎn)換或程序設(shè)計或許可以觸類旁通。

1、傳統(tǒng)電工圖

   已知的三相感應電動機故障警報控制電路，其傳統(tǒng)電工圖，如圖1所示。

圖1 三相感應電動機故障警報控制電路圖

2、動作說明

1.電源正常時，僅綠燈gl亮，電動機不動作。

2.按下啟動按鈕pb1，電磁接觸器mc動作，電動機立即運轉(zhuǎn)，指示燈rl亮，綠燈gl熄。

3.按下停止按鈕pb2，電磁接觸器mc斷電，電動機停止運轉(zhuǎn)，中央空調(diào)自控系統(tǒng)報價，指示燈rl熄，綠燈gl亮。

4.電動機在運轉(zhuǎn)中，因過載或其它故障原因，致使積熱電驛th-ry動作，電動機停止運轉(zhuǎn)，蜂鳴器bz發(fā)出警報，指示燈rl熄，綠燈gl亮。

5.按下按鈕開關(guān)pb3，蜂鳴器bz停止警報，白燈wl亮，綠燈gl亮，紅燈rl熄。

6.故障排除后，按下積熱電驛th-ry復歸桿，則白燈wl熄，綠燈gl亮，紅燈rl熄，可以重新起動電動機。

3、i/o編碼

使用plc，就是以軟件程序來取代硬件配線。傳統(tǒng)電工圖當中，主電路是plc無法取代的；plc可以取代的部份，是控制電路。由傳統(tǒng)電工圖轉(zhuǎn)換為階梯圖首先，就是i/o編碼，亦即將傳統(tǒng)電工圖中的輸入/輸出組件，先確定其在plc中所擬對應之外部輸入/輸出端子編號，以及外部輸入組件接線方式是采用a/b接點。 (a)：外部採a接點方式接線

(b)：外部採b接點方式接線

4、plc外部接線圖

輸入/輸出組件經(jīng)i/o編碼，并決定外部輸入組件是采用a/b接點接線方式后，plc外部接線圖如圖2所示。圖中所示為豐煒vigor-vb系列plc機種，采用npn接線，亦即24v端子與s/s端子并接。

圖2 plc外部接線圖

5、plc階梯圖

由傳統(tǒng)電工圖轉(zhuǎn)換為階梯圖之程序設(shè)計步驟如下：

(1)將電工圖中控制電路直接轉(zhuǎn)成對應階梯圖。因為plc階梯圖中規(guī)定，接點在前，輸出線圈則必須位于回路的后。故首先須重新繪制電工圖，將圖中接點與輸出線圈位置適度變更，以符合plc階梯圖的要求，重新繪制后的電工圖，如圖3所示。

圖3 重新繪制后的電工圖

(2)以i/o編碼后的組件編號，取代電工圖中的輸入/輸出組件，此處要留意的是，th-ry的c-a接點及c-b接點要空出來，各自成為一個控制回路，如圖4所示。

圖4 i/o編碼后的的電工圖

(3)將圖4所示的電工圖，向左旋轉(zhuǎn)90°，之后再垂直翻轉(zhuǎn)(upsidedown)，即可成為plc階梯圖，但因：

 1)y1、x0接點，

 2)輸出線圈y1和y2，不符合一般編程軟件格式，故須適度更正，如圖5右方所示。

圖5 適度翻轉(zhuǎn)并修正后的階梯圖

※若您使用visio來繪制電工圖，則向左旋轉(zhuǎn)90°，之后再垂直翻轉(zhuǎn)，就變的很easy。

(4)使用編程軟件繪制之階梯圖，如圖6所示，與適度翻轉(zhuǎn)并修正后的階梯圖，完全相同。

圖6 編程軟件繪制之階梯圖

6、指令

       將階梯圖轉(zhuǎn)換為指令，則如下所示：

7、plc轉(zhuǎn)換接線與階梯圖

傳統(tǒng)電工圖完整轉(zhuǎn)換后之plc外部輸入/輸出接線與階梯圖。使用軟件程序取代硬件配線后之plc外部輸入/輸出接線與階梯圖。

以軟件程序取代硬件配線后之plc。

8、結(jié)束語

plc其研發(fā)目的在于取代以繼電器為主之順序控制，亦即使用軟件程序以取代硬件配線，因此祇要改變其軟件程序即可改變其控制的順序，而輕易的達成控制上之不同需求。一般的plc系以傳統(tǒng)繼電器控制回路為基礎(chǔ)發(fā)展而來，并將繼電器的接點和線圈予以符號化，當轉(zhuǎn)換成一般的階梯圖或指令之后，即可實現(xiàn)其控制。

學PLC，hao是要有一定的二次電路基礎(chǔ)，否則就無從談起，然后需要從實踐中來，邊做邊學，第三就是要有程序設(shè)計的理念和思路，這是大的學習思路，從實際操作上講，可以分下面這么幾步。

1.作為預備性的課程，需要具備二次（控制）電路原理知識，包括繼電器控制電路的基本原理，常見的控制回路識圖、畫圖的能力，hao有實際接線和調(diào)試的經(jīng)驗。這方面不是單純可以靠看書掌握的，但是hao能找一本比如低壓電器控制回路之類的書籍邊看邊實踐。打好基礎(chǔ)，掌握繼電器、計數(shù)器、定時器這些基本概念。因為PLC從chu的設(shè)計理念上就是要替代和簡化繼電器線路的。

2.作為實物投資，個人建議買一個入門的PLC用來練手，這個成本我個人認為是值得付出的，有了實物在理解和練習上都要直觀很多。從性價比和上手的難易程度看，西門子的小型PLC在工業(yè)市場始終占據(jù)著不可替代的地位。在當前的實際下，S7-200 smart或者S7-1200上手hao，這兩者之中更推薦S7-1200，一方面因為和更高ji的S7-1500都采用同樣的TIA平臺，另一方面TIA平臺也是西門子軟件大平臺的發(fā)展方向（不過安裝TIA要有心理準備，它可以讓任意配置的電腦慢的慘不忍睹）。S7-200雖然應用廣泛，但畢竟是落在時代背后一大截了。

3.基礎(chǔ)篇，流行的教材中以廖常初的為流行和通順，正好他也是主要教西門子系列的（不確定是不是有1200系列的教材，我猜應該是有的。至少他的200和300系列的書都不錯）。要了解PLC的基本結(jié)構(gòu)，但是不要在這方面太過執(zhí)著，適可而止的了解，或者說是基本了解、一知半解即可。在以后的應用中有足夠時間可以深入了解；深入了解LAD梯形圖的畫法，對基本概念比如線圈、節(jié)點、計數(shù)器、定時器、移位、比較、計算、上升沿下降沿等等，務(wù)必要熟練掌握；對于其他類型的編程語言，中央空調(diào)節(jié)能自控改造，如果有可能，hao能學習了解一下，比如STL或者FBD，這些并不是華而不實的炫技，而是一方面能加深對PLC的理解，第二能方便快速實現(xiàn)某些功能，第三能夠很好的與高ji文本語言相輔相成互相促進。

4.學習方法上，如果能找到一個肯用實際項目帶你的師傅是hao的，因為市面上關(guān)于PLC的教材基本上都是只教基本使用，完全沒有涉及實際項目案例的。如果有機會（這個可能性很小）閱讀一些優(yōu)xiu的程序，對自己編程習慣的提高和編程理念的提升都是很有幫助的。如果沒有，中央空調(diào)自控作用，那么就需要盡可能從教材中有限的案例比如跑ma燈、紅綠燈、流水線這些實驗性質(zhì)的案例中得到實踐，自己動手接接線、寫程序和調(diào)試，能自力更生把這些功能調(diào)試出來，再結(jié)合一些傳感器，實現(xiàn)模擬量輸入輸出的功能，基本上基礎(chǔ)就算打好了。

5.更高一些的使用技巧包括程序的組織和功能的實現(xiàn)兩部分，程序組織方面，要試著理解FB、FC、DB這些塊的功能，了解系統(tǒng)OB的含義和用法，嘗試著把程序按照塊來組織，通過調(diào)用減少重復工作，提高復用性，使程序更清晰可讀，這是提高編程水平，組織大型程序的基礎(chǔ)。功能實現(xiàn)方面，學習和了解一些常用的編程模式很有必要，比如順序轉(zhuǎn)換的編程結(jié)構(gòu)，PID調(diào)節(jié)、步進電機控制等一些功能的原理、實現(xiàn)方法以及系統(tǒng)內(nèi)置的工藝模塊的用法，二七區(qū)中央空調(diào)自控，有可能的話嘗試自己不用系統(tǒng)塊寫一個PID調(diào)節(jié)或者運動控制的功能，這些都是從熟手到高手的分水嶺。我認識的很多工程師，都卡在這個關(guān)節(jié)到了技術(shù)瓶頸。這個瓶頸的形成有很多原因，平時項目用不到太多高ji功能是一部分原因，但我個人認為主要還在于單純從PLC角度學習的話，到一定程度上技術(shù)天花板的形成主要是看法和理念的限制，既然說到了PLC的學習，那么對這一個分水嶺的突破也談一下理解和看法。

6.越過分水嶺。如果說PLC入門一端的基礎(chǔ)是繼電器組成的硬件回路，那么其通往高手之路的另外一端則與軟件工程息息相關(guān)。雖然PLC是從繼電器回路抽象出來的，但隨著抽象完成，他也就成了一個軟件的工程，而工程師們所做的PLC編程，本質(zhì)上也就是軟件設(shè)計的一種，從根本上，依然離不開軟件工程的指導。只是從事PLC程序設(shè)計的大部分是工程師，并不具備專業(yè)的軟件工程訓練，因此無法從認知上的到提高。FC、FB、DB這些塊要實現(xiàn)的，也是軟件工程中非常重要的邏輯和數(shù)據(jù)分離，模型與實例獨li的思想，而被封裝起來的工藝塊，很多也已經(jīng)是基于面向?qū)ο蟮乃伎挤绞骄帉懗鰜淼?。因此，掌握軟件工程的基本思路和方法，如果有可能，去學習一門高ji語言，而不是糾纏在各種組態(tài)軟件、觸摸屏的軟件使用和所謂的腳本編寫上。這些軟件是面向工程師設(shè)計的，但其對于個人認識和水平的提高意義及其有限。因此，掌握一門高ji語言才是根本。我個人傾向于Python，因為人生苦短，需要Python這樣高效率的語言，但是從上手難易程度和見xiao快的方面，還是推薦學習C#入手。

7.其他補充的技術(shù)和知識。除了軟件工程，如果真的要想成為PLC高手，我想再沒有比自己設(shè)計一款PLC更有挑戰(zhàn)性的了。這包括：集成電路的設(shè)計和嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計，需要電子電路的基礎(chǔ)和電路板設(shè)計的能力，需要編寫一套可運行的嵌入式系統(tǒng)，同時需要一個PC端的編譯器，把梯形圖轉(zhuǎn)換成PLC端嵌入式處理器可以理解的語言。這里面涉及到的學科和內(nèi)容，我想都是一個自動化工程師在技術(shù)方面全mian的體現(xiàn)，能夠做到這一步，我想就可以稱得上是PLC專家了。

開關(guān)量I／O模塊的選擇

1. 開關(guān)量輸入模塊的選擇

開關(guān)量輸入模塊是用來接收現(xiàn)場輸入設(shè)備的開關(guān)信號，將信號轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部接受的低電壓信號，并實現(xiàn)PLC內(nèi)、外信號的電氣隔離。選擇時主要應考慮以下幾個方面：

1）輸入信號的類型及電壓等級

開關(guān)量輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流／直流輸入三種類型。選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入信號和周圍環(huán)境因素等。直流輸入模塊的延遲時間較短，還可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入設(shè)備連接；交流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。

開關(guān)量輸入模塊的輸入信號的電壓等級有：直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來考慮。話?Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于傳輸距離較近場合，如5Ｖ輸入模塊遠不得超過１０米。距離較遠的應選用輸入電壓等級較高的模塊。

2）輸入接線方式

開關(guān)量輸入模塊主要有匯點式和分組式兩種接線方式，

匯點式的開關(guān)量輸入模塊所有輸入點共用一個公共端（COM）；而分組式的開關(guān)量輸入模塊是將輸入點分成若干組，每一組（幾個輸入點）有一個公共端，各組之間是分隔的。分組式的開關(guān)量輸入模塊價格較匯點式的高，如果輸入信號之間不需要分隔，一般選用匯點式的。

3）注意同時接通的輸入點數(shù)量

對于選用高密度的輸入模塊(如32點、48點等)，應考慮該模塊同時接通的點數(shù)一般不要超過輸入點數(shù)的60％。

4）輸入門檻電平

為了提高系統(tǒng)的可靠性，必須考慮輸入門檻電平的大小。門檻電平越高，抗干擾能力越強，傳輸距離也越遠，具體可參閱PLC說明書。