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2.6 时序结构设计方法

时序结构是PLC的基本结构,本节以实例方法进行一一讲述。

2.6.1 启动和复位控制结构

启动和复位(停止)控制结构是构成PLC梯形图最基本的结构,可以通过以下几种方法实现。

1.直接用输出继电器实现

【例2-33】 编程实例

如图2-57所示,当X0为“ON”时,X0的常开触点闭合,Y0得电(ON),并由Y0的常开触点实现自锁,保持输出Y0处于接通状态。X1为“ON”时,X1的常闭触点断开,Y0失电(OFF)。

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图2-57 启动和复位控制结构(一)

a)梯形图 b)指令表 c)波形图

2.用保持指令(KP)实现

【例2-34】 编程实例

978-7-111-46505-8-Chapter02-68.jpg

图2-58 启动和复位控制结构(二)

a)梯形图 b)指令表 c)波形图

如图2-58所示,当X0为“ON”时,X0的常开触点闭合,Y0得电(ON)并保持;当X1为“ON”时,X1的常开触点闭合,Y0复位(OFF)。

3.利用计数器实现

【例2-35】 编程实例

在图2-59中,当X0第一次为“ON”时,Y0得电(ON)并通过自身触点实现自锁,同时计数器减1;当X0第二次为“ON”时,计数器的当前值减为0,C100的常闭触点断开,Y0失电(OFF)。

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图2-59 启动和复位控制结构(三)

a)梯形图 b)指令表 c)波形图

2.6.2 优先控制结构

对于两个输入信号(X0、X1)先接通者获得优先权,而另一个无效,实现这种功能的结构就是时间优先结构。

【例2-36】 时间优先控制结构

如图2-60所示。

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图2-60 优先控制结构

a)梯形图 b)指令表 c)波形图

当X0先接通,R0线圈接通,Y0得电(ON),同时由于R0的常闭触点断开,X1接通时也无法使得R1接通,因此Y1无输出。如果X1先接通,则X0输出而Y0无输出,这样,就实现了先接通者优先输出。

2.6.3 比较控制结构

比较控制结构(译码结构)是预先设定好输出条件,然后对多个输入信号进行比较,根据比较的结果来决定输出状态。

【例2-37】比较控制结构

如图2-61所示,当X0、X1同时接通时,Y0得电(ON);X0、X1都断开时,Y1得电(ON);当X0断开而X1接通时,Y2得电(ON);当X0接通而X1断开时,Y3得电(ON)。

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图2-61 比较控制结构

a)梯形图 b)指令表 c)波形图

2.6.4 分频结构

【例2-38】 利用PLC可以实现任意分频,如图2-62所示为二分频结构。

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图2-62 二分频结构

a)梯形图 b)指令表 c)波形图

在输入端X0加上脉冲信号,当输入X0第一个脉冲到来(由OFF变ON)时,上升沿微分指令使得R0接通,其常开触点闭合一个扫描周期,Y0得电并自锁。

当第二个脉冲到来时,R0再次接通一个扫描周期,其常闭触点断开,此时Y0的常闭触点处于断开状态,使得Y0失电。

当第三个脉冲到来时,R0再次产生导通一个扫描周期,Y0重新接通并保持,在第四个脉冲的上升沿使得Y0再次断开。依次往复循环,实现对输入信号X0的二分频。

2.6.5 延时结构

利用PLC的定时器和其他元器件构成时间控制结构就是延时结构。各类控制系统经常用到的功能,下面介绍几种实现延时的方法。

1.通电延时接通结构

FP1系列PLC的定时器是通电延时型的,即定时器接通后,当前值开始递减,当减到0时定时器开始输出,对应的常开触点闭合,常闭触点断开。定时器在输入断开时被复位,当前值恢复为设定值,触点也同时被复位。

【例2-39】 通电延时-接通结构

在图2-63中,当输入X0接通时,R0接通并自锁,定时器T0开始定时,T0从K50开始递减,减为0时(从X0接通到此刻延时了5s),T0的常开触点闭合,Y0得电。当输入X1接通时,R0失电,其常开触点断开,定时器复位,T0的常开触点断开,Y0失电。

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图2-63 通电延时-接通结构

a)梯形图 )指令表 c)波形图

2.通电延时断开结构

【例2-40】 程序实例

如图2-64所示,当输入X0接通时,Y0和R0同时得电并实现自锁,R0的常开触点接通定时器T0,T0从K50开始递减,当减到0时(从X0接通到此刻延时了5s),T0的常闭触点断开,Y0失电。

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图2-64 通电延时-断开结构

a)梯形图 b)指令表 c)波形图

当输入X1接通时,R0失电,其常开触点断开,定时器被复位。

3.失电延时断开结构

在继电器、接触器控制系统中经常用到失电延时控制,而PLC中的定时器只有通电延时功能,那么可以利用软件实现失电延时的控制功能。

【例2-41】 程序实例

在图2-65中,当输入X0接通时,输出继电器Y0和内部继电器R0同时得电并均实现自锁,定时器不工作。

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图2-65 失电延时断开结构

a)梯形图 b)指令表 c)波形图

当输入X1接通时,R0失电,其常闭触点闭合(此时Y0保持通电),定时器T0接通。T0从K50开始递减,减为0时(从X1接通到此刻延时了5s),T0的常闭触点断开,Y0失电,Y0的常开触点断开,定时器复位。

4.通电延时接通失电延时断开结构

【例2-42】 编程实例

在图2-66中,当X0接通时,定时器T1开始延时,2s后定时器T1的常开触点闭合(置位信号),保持指令使Y0得电并保持;当X0断开时,定时器T2接通(此时Y0的常开触点闭合)开始延时,4s后定时器T2的常开触点闭合(复位信号),Y0失电。

5.长时间延时结构

控制系统有时需要比较长的延时,而每个定时器的时间设定都很有限,有时候可以通过定时器串联来实现,但是更长时间的延时仅凭定时器是无法实现的,可以利用PLC内部的计数器组合来实现。

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图2-66 通电延时接通失电延时断开结构

a)梯形图 b)指令表 c)波形图

利用定时器串联可以实现长时间的延时,实质上就是让多个定时器依次接通,延时时间是多个定时器设定值的累加,如例2-43所示。但这种方法有一定的限制。

【例2-43】 编程实例

程序指令及梯形图如图2-67所示。

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图2-67 定时器串联长时间延时结构

a)梯形图 b)指令表 c)波形图

【例2-44】 编程实例

在图2-68中,以定时器T1的设定时间作为计数器C100的输入脉冲信号,这样延时时间就是T1设定值的若干倍(图中为4倍)。

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图2-68 定时器和计数器联用长时间延时结构

a)梯形图 b)指令表 c)波形图

【例2-45】 编程实例

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图2-69 计数器长时间延时结构

a)梯形图 b)指令表 c)波形图

在图2-69中,以内部特殊继电器R901E(1min时钟)作为计数器C100的输入信号,这样延时时间就是若干分钟(图中为6个脉冲时间)。如果一个计数器不能满足要求,可以将几个计数器串联使用,即用前一个计数器的触点作为后一个计数器的输入脉冲信号,可实现一个更长时间的延时。

2.6.6 顺序控制

【例2-46】 编程实例

在图2-70中分别利用定时器和计数器实现顺序延时控制。

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图2-70 顺序延时接通结构

a)定时器延时电路 b)计数器延时电路

在X0接通时开始延时,延时10s后Y0得电,延时20s时Y1接通,延时30s时Y2接通。此外还可以利用比较指令实现顺序延时控制。