PLC编程中输入信号的选取.pdf

行 业 应 用 与 交 流 n d u s t d a l Ap p l ic a t io ns a n d Commun ic a t i o n s 自动化技术与应用 2 0 1 6年第 3 5 卷第 2期 P L C编程中输入信号的选取 郑贤瀛 大连职业技术学院 ， 辽宁 大连 1 1 6 0 2 1 摘 要 P L C接收外部信号进行程序的编制 ， 选取何种外部信号作为输入 ， 对设备正常工作起到至关重要的作用。文章主要通过 实例、采用理论和实际相结合的方法对此问题进行描述 ， 重点在于提高灵活运用输入信号的能力。 关键词 P L C； 输入信号 ； 选取 中图分类号 TM5 7 1 ． 6 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 7 2 4 1 2 0 1 6 0 2 0 1 2 9 0 3 PL C Pr O g r a mmi n g I n p u t Si g n a l i n t h e Se l e c t i o n o f Re s e a r c h ZHENG Xi a n - y i n g Da l i a n V o c a t i o n a l ＆T e c h n i c a l C o l l e g e ， D a l i a n 1 1 6 0 2 1 C h i n a Ab s t r a c t P LC r e c e i v e s e x t e rna l s i g n a l t o c o mp i l e p r o g r a m ． So t h e e x t e r n a l s i gn a l u s e d a s i n p u t i s e x t r e me l y i mp o r t a n t t o the n o r ma l o p e r a t i n g ． Th i s a r t i c l e d e s c r i b e s t h e i s s u e v i a e x am p l e s t o a d o p t t h e me t h o d c o mb i n i n g the o r y wi t h p r a c t i c e ． Th e k e y p o i n t l i e s i n i mp r o vi n g a b i l i t y t o fle x i b l y u s e i n p u t s i gn a 1 ． Ke y wo r d s PLC； i n p u t s i gn a l ； s e l e c t i o n 1 引 言 P L C 可编程控制器 是现代工业的三大支柱之一 ， 它是以微处理器为基础 ， 专门为工业环境下而设计的计 算机 。可编程控制器通过循环扫描 方式进行工作 ， 在 输入 阶段接受外部信号 ， 然后通过程序的编制控制外在 设备。那么如何选取所接受的外部信号 ， 对设备正常工 作起到至关重要的作用。本文主要针对输入信号选取的 问题加以探讨 ， 以便能更好的完成实际设备的控制要求。 2 P L C应该选取哪些输入信号 P L C的输人信号主要有模拟信号和数字信号两种 ， 数字信号即为开关量信号 ， 本文主要研究开关量信号 的选取。PL C的开关量信号主要有主令电器的触点 按 钮、行程开关等 、 继电器的触点 接触器、中间继 电 器、 压力继电器等 、 保护类电器的触点。 在这些信号中 ， 主令电器的触点必须选取 ， 对于保护类和接触器类的触 点是否应该选取 ， 应该根据设备的控制要求而定。 2 ． 1 接触器的触点的选取 收稿 日期 2 0 1 5 一 O 卜2 0 Ll 图 1 顺序启停 图 1 所示为电机顺序启动的继电器图 ， 控制要求为 KM1 主轴 电机 启动后 KM2 进 给电机 才能启动 ， 在使用 P LC完成此环节时 ， 首先应选取输入信号 ， 然 后进行程序的编制。图2的输入信号选取分为 2 种情况 ， 一 种为不选取接触器 KM1 触点 ， 其对应的梯形图 程序 为 a图 ， 一种为选取接触器 KM1 触点 ， 其对应的梯形 图 程序 为 b图 。 a图和 b图都能完成 图 1 的逻辑关系 ， 但是在实际工作中 ， 程序中 Y 0内部继电器得电后 ， 如 果外部 KM1 接触器损坏 ， 这时主轴不能启动 ， 当现场 自 动 化 技 术 与 应 用 2 0 1 6 年 第3 5 卷 第2 期 行 业 应 用 与 交 流 n du s t r i a l Ap p l i c a t ion s an d Commu n i c a t ion s 的操作 人员按 下按 钮 S B 4后 ， a图中 Y1 得 电 Y0内部 继电器正常 ， 会造成主轴没有启动 ， 进给 KM2 就启 动了 ，这样在主轴不动的情况下 ， 进给运行容易出现打 刀的危险 ； b图中 ，由于 KMI 损坏 ， 所以 KMI 的开点 没有闭合 ， P Lc内部继电器 X4断开 ， Yl 无法得电 ， 进 给电机不能运转。因此 ， 对于 PLC是否选取继 电器的 触点作为输入信号应视实际的设备要求而定 ， 也就是说 在电气线路设计中 ， 尽量做的完善 ， 不仅逻辑关系要正 确 ， 还要能对可能出现的故障进行保护。 停 启 2 2 止 动停 启 目 r 目 图 2 接触器触点选取的 I ／ O地址图及程序 2 ． 2 保护类电器触点的选取 对于保护类装置如 FR是否作为输入信号 ， 应考虑 到保护类电器的重点是不能出现保护漏洞 ， 图 3为电机 电气自锁线路图 ， 图4为用 P L C完成此环节 ； 如图4 a 所示 ， 如果将 F R作为输入信号 ， 当 P LC死机或者 F R 断线时 ， 一旦用 电器过载 ， X2不动作 ， Yl 得 电 ， 从而 KM通 电 ， 即使用电电器过载也无法断开线路 ， 因此对 于 FR等有触点的保护类 电器应采用硬件连接 M ， 如图 4 b 所示 ， 无 论软件 中的 Y1 是否得 电 ， 那么过载 时 F R 断开 ， 就能从硬件上切断继电器或接触器的线圈供电 ， 并且采用硬件 电路处理 ， 还可 以节 省输入 点。 L1 L 2 L3 图 3 电机自锁回路 俸盘囊精 谶簟 _ } ] L 芹W∞ 凇搬 c 2 糕 鹫“嘲暖 00 越YO Ca 呱Yl 匮 I 瑚 l 黼 图4 保护类触点选取的 I ／ O地址图及程序 3 P L C输入信号常开和常闭的选取 有触点的电气元件通常会有常开点和常闭点两类触 点 ， 在 I ／ O地址布置图中 ， 通常采用常开点 正逻辑 作为输入信号 ， 这样在 PL C程序设计中逻辑思路和我 们习惯相符。同样 ， 常闭触点也可以作为 P LC的输入 信号 ， 如图 5所示。 图 5 使用常开、常闭触点的 I ／ O地址图及程序 为 了完成 图 3中的逻辑 关系 ， 图 5的停止按钮 的输 入信号选取可以分为 2 种情况 ， 一种为 S B I 开点输入 ， 其对应的梯形图 程序 为a图 ， 一种为 S B 1 闭点输入 ， 其对应的梯形图 程序 为 b图。电气线路理解的重点 是电气元件在线路 中是否接通或者断开。在图3中要求 S BI 不动作 ， 1 - 2 为接通状态 ， S B1 按下 动作 ， 卜2 为 断开 状态 ； 当使 用 PLC要完 成 同样 的逻辑 关系 时 ， 采 用图5 a 的输入方式 ， S BI 不动作 ， P L C输入继电器 X0 不 能接通 ， X0的开 闭点 在原 位状态 ， 在 图 5 a 中 3 - 4 为接通状态 ， 当S B1 按下 动作 ， 输入继电器 X0 接通 ， 其开点闭合 ， 闭点打开 ， 则 3 - 4为断开 ， 符合图3所要 求的逻辑关系。 同样利用刚才的思路对图5 b 进行分析 ， 行 业 应 用 与 交 流 n du s t r i a l Ap p l ic a t i o n s an d Commu nic at i o n s 自动化技术与应用 2 0 1 6年第 3 5卷第 2 期 如果 PLC的输人选取 s B1 为闭点 ， 为了完成图 3的逻 辑关系 ， 当s B1 不动作 ， 在图 5 b 中 3 - 4应该为接通 状态 ， 当s B1 按下 动作 ， 3 - 4 为断开状态 ， 那么在梯 形图中应使用 X 0的开点才能完成同样的逻辑关系。既 当 S B1 不动作 图 5 b 输入继电器 X0接通 ， 其开点闭 合 ， 3 - 4 接通 ； 当 s B1 按下 ， 输入继 电器 X 0断开 ， 其 触点在原位状态 ， 则 3 - 4断开 。 既然输入信号采用常开或者常闭接点 ， 都能完成所 需的逻辑关系 ， 那么是不是可以随意选择 PLC输入信 号的接点类型呢在电气在实际工作中 ， 往往会出现各 种问题 ， 元器件的损坏或者断线是常见的问题之一。那 么选取输入信号为常开或者常闭接点会出现不同状态 ； 如图 5 所示 ， Y0通电后 ， 当 S B 1 损坏或者断线时 ， 按 下按钮 S B1 ， 图 5 a 中输入继电器 X0 线圈无法接通 ， X 0 闭点不能断开 ， Y0 起动后无法关断 ； 图5 b 中S B 1 断线 ， 或者导线接触不 良 ， X0线圈无法接通 ， 触点 X0无法接 通 ， Y0不能启动 ， 就不存在无法关断的问题。因此常闭 输入一般用于安全回路和报警 回路。 4 应用案例 某台机床采用电液控制 ， 其动作顺序如图6所示 ， 按下按钮 S B 1 后 ， 电磁铁 YV1 和 YV3 得电 ， 工作台快 进 ， 当工作台碰到开关 S Q 2后 ， YV3电磁铁掉电 ， Yv1 继续保持有电 ， 工作台为工进 ， 碰到开关 S Q 3 ， YV2电 磁铁得 电、YV1 掉电 ， 工作台快退碰到开关 S Q1 回到 原位 工作台停止。使用 P L C进行程序的编制 ， 首先应 进行 I ／ O地址布置 ， 输入环节应考虑到 1 ． 此台机床要求主轴启动后 ， 工作台才能工进。 2 ． 要求碰到 S Q 2开关后 ， 工作台降为工进速度。 如果 S Q 2故障 损坏或者断线 ， 工作台在 S Q 2到 S Q 3 距离内也应为工进速度或者停止。 主轴启动 S 图 6 机床动作图 在机床线路中 ， 接触器和开关都是容易损坏的元器 件 ， 每次开机不可能对每个电气元件检查一次 ，因此防 止接触器 KM1 损坏或者外围线路故障 ， 如主轴没有启 动进给就前进 ， 所 以将主轴 KM1 辅助触点作为输入信 号 ， 在程序编制 中如 图 7中 I - 2 处理后 ， 当 KM1 损 坏 ， Y Vl 无法得电 ， 工作台不能工进。 图 7 I ／ O地址图及程序 S Q 2可以为开点和闭点输入 ， 如果为开点输人 图 7 ， 当 S Q 2断线 ， 工作 台撞到 S Q 2后 ， 图 7中3 - 4处 X2 还为开点 ， 则 M0不得 电 ， YV 3无法断 电 ， 也就是 当碰到开关 S Q 2 故障 后 ， YVl ／ YV3 继续得电 ， 造成 S Q 2到 S Q 3这段 距 离工 作 台以快 进 的速度 前进 ， 损坏 刀具和工件 。如果采用 闭点输入 ， 当 S Q 2断线 ， 图 7中 3 - 4处 X2 为闭点 M0得电 ， YV3 始终断电 ， S Q1 -S Q 3 距离 内为工作台为工进的速度 ， 不会损坏刀具和工件 ， 并且通过工作台动作现象可以方便的查找故障。 5 结束语 总之 ， 对于保护类的触点一般在硬件中处理 ， 不作 为 P LC的输入信号 ； 继 电器类的触点应根据设备的要 求进行 选取 ； 输入信 号采用常 闭触点用于安 全 回路及报 警回路 中。由于在实际中的输入条件是多样的 ， 因此灵 活使用输入信号对设备的正常工作启到重要的作用。 参考文献 [ 1 】徐超 ． 电气控制与P LC技术应用 [ M】 ． 北京 清华大 学出版社 ， 2 0 0 9 ． 【 2 】王烈准 ． 电气控制与 P LC应用技术 [ M】 ． 北京 教育 科学 出版社 ， 2 0 1 0 ． [ 3 】胡学林 ． 可编程控制器原理及应用 [ M】 ． 北京 电子 工业 出版社 ， 2 0 0 7 ． [ 4 】程周 ． 电气控制与P LC原理及应用 [ M】 ． 北京 电子 工业出版社 ， 2 0 0 7 ． [ 5 ]5 张君霞 ， 张勇 ． 【 J 】 工业控制计算机 ， 2 0 0 5 ， 1 8 5 7 6 7 9 ． [ 6 】王本铁 ． 机电设备控制基础 [ M】 ． 北京 机械工业出 版社 ， 2 0 0 5 ． 研究 。 作者简介 郑贤瀛 1 9 7 1 一 ， 女 ， 副教授 ， 主要从事数控机床的