王學(xué)軍,陸青玲（山西臨汾高級技工學(xué)校,山西　臨汾　041000）

巧用真值表法編寫PLC時序控制程序

王學(xué)軍,陸青玲
（山西臨汾高級技工學(xué)校,山西臨汾041000）

摘要：本文以按一定時間循環(huán)控制的小項目為例，介紹了一種試用于中高職學(xué)生及廣大初中級電工自學(xué)者，并且應(yīng)用較為廣泛的PLC時序控制梯形圖的真值表編制設(shè)計技巧。

關(guān)鍵詞：時序控制;真值表;定時器接力棒輸出法;定時器連續(xù)輸出累積計時法

1　前　言

中高職維修電工專業(yè)的課程設(shè)置中《ΡLC基礎(chǔ)與實訓(xùn)》是理論和實踐性很強的一門課程，對于基礎(chǔ)薄弱的中職學(xué)生及一些渴望自學(xué)成才的初中級電工而言，非常感興趣，但是編程卻沒有好的思路和方法。ΡLC梯形圖的設(shè)計方法有很多，如經(jīng)驗設(shè)計法、繼電接觸器電路圖轉(zhuǎn)化法、邏輯設(shè)計法、波形圖設(shè)計法等等。在ΡLC入門初期，在教師講授并演示了繼電接觸器電路圖的轉(zhuǎn)化法后，大多數(shù)的學(xué)生都能夠很好地加以應(yīng)用，但是到了定時器的學(xué)習(xí)，一些需要按一定時序要求循環(huán)工作的項目設(shè)計時，學(xué)生們一片茫然不知道如何下手。筆者嘗試了邏輯設(shè)計法、波形圖設(shè)計法進行講授，但是邏輯設(shè)計法的理論基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)，編程者需要根據(jù)控制要求，利用“與”、“或”、“非”3種基本運算關(guān)系，寫出邏輯表達式，最后化成梯形圖。波形圖設(shè)計法則需要學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，畫出觸點線圈的動作時序圖，然后利用時序圖，寫出邏輯表達式，最后化成梯形圖。這兩種方法對大學(xué)生而言容易接受，但是在中職課堂里，只有少數(shù)資質(zhì)好的同學(xué)可以靈活應(yīng)用，而大多數(shù)同學(xué)，還是不得其道。為此，筆者借簽了很多經(jīng)驗，總結(jié)出一套行之有效的真值表編程方法使很多同學(xué)如醍醐灌頂豁然開朗。

2　真值表編程方法與步驟

可編程序控制器(ΡLC)的時序控制程序，是指能夠?qū)崿F(xiàn)ΡLC各輸出端信號的狀態(tài)在時間上按一定的順序要求進行變化的用戶程序。通常，對于時序控制系統(tǒng)，用戶通過分析各輸出狀態(tài)發(fā)生變化的時刻和相應(yīng)的條件，依據(jù)輸出與輸入的時序邏輯關(guān)系，采用多個定時器，來編制相應(yīng)的ΡLC時序控制程序。由于程序中使用了較多的定時器，涉及到多個定時器的啟動信號、時間設(shè)定、觸點動作方式等諸多因素，因此這種時序控制程序往往存在著邏輯關(guān)系復(fù)雜、程序過長、不易讀懂、調(diào)試麻煩等問題。

真值表法是在波形圖法基礎(chǔ)上改進而來，以繪制隨時序變化的真值表為基礎(chǔ)，利用編程規(guī)律，實現(xiàn)ΡLC程序設(shè)計的一種方法。適用于按時序控制的程序的編寫，當(dāng)系統(tǒng)復(fù)雜時，也可將其動作分解，其局部也可采用這種方法。

其主要步驟有：

（1）明確控制任務(wù)和要求，作I/O地址分配。

（2）確定啟停信號，及所需要的中間記憶元件。

（3）明確準(zhǔn)確的時間對應(yīng)關(guān)系，畫出真值表時間軸。理清各時間段輸出信號狀態(tài)，做真值表。

（4）根據(jù)真值表，編寫梯形圖。（主要編寫梯形圖的方法在實例中說明）。

（5）加入必要的聯(lián)鎖，并進行調(diào)試。

下面將以一個實際的案例來說明這種編程方法的巧妙之處。

3　真值表編程方法實例

某指示燈控制要求如下（這里主要說明編程方法，因此本控制要求主要是為了說明編程方法，沒有實際的意義）。

在啟動信號發(fā)出后，有指示燈HL1燈亮，HL3按1S頻率閃爍，5S后，兩燈熄滅，HL2燈亮，3S后HL1燈亮，HL2燈不熄滅，2S后兩燈熄滅，HL3燈亮，3S后，HL3燈繼續(xù)亮同時HL2燈亮，2S后開始指示燈HL1燈亮，HL3按1S頻率閃爍……如此循環(huán)，直至停止信號來臨全部熄滅。

具體步驟與方法如下：

（1）明確I/O地址

輸入地址：啟動SB1，地址X0。停止SB2，地址X1。

輸出地址：指示燈HL1，地址Y1。燈HL2，地址Y2。燈HL3，地址Y3。

（2）真值表的繪制。

1）畫真值表：根據(jù)控制要求，我們可以認(rèn)為這種控制分為HL1、HL2燈閃時間段、HL2燈亮?xí)r間段、HL2、HL1燈亮?xí)r間段、HL3燈亮?xí)r間段及HL2、3燈亮五個時間段。因此需要設(shè)定五個定時器，分別為T1、T2、T3、T4、T5五個通用形定時器。同時可以看出來本案例中共有3個燈，因此輸出地址有3個。由此畫出6列4行表格（由于本控制需要循環(huán)，在表上特別畫出箭頭指出，同時在表下標(biāo)各時間段的動作時長。），表中首列的開始是在啟動信號到來后，所以在T1外標(biāo)注記憶啟動信號的中間繼電器M0；2）真值表的填寫：真值表就是根據(jù)控制要求，列出輸出元件的變量表。ΡLC控制的執(zhí)行元件，其狀態(tài)主要是得電、失電或按一定頻率反復(fù)工得失電。因此，我們用“1”表示輸出元件得電，用“0”表示輸出元件失電，用“1*”表示輸出元件往復(fù)的得電和失電。根據(jù)本案例的控制要求，我們將各輸出信號的得失電情況寫入表中，如圖1所示。

圖1　按時序控制真值表

（3）程序的編寫：為了使程序更加的條理分明，便于初學(xué)者掌握和理解，我們將程序分成三大部分：啟保停程序部分、時序循環(huán)程序部分、輸出元件程序部分。1）啟保停程序的設(shè)計：當(dāng)啟動信號發(fā)出后，開始之后的循環(huán)工作，直到按下停止按鈕時停止輸出，因此，第一步是設(shè)定一個記憶元件中間繼電器M0。即：0LDX01ORM02ANIX1 3OUTM0；2）時序的循環(huán)設(shè)計：此定時器的工作分為兩種設(shè)計的方法，即接力棒記時法，定時器連續(xù)輸出并累積計時法。接力棒記時法，是在每個定時器時間到后，其常開點觸發(fā)另一個定時器開始記時，定時器的時間設(shè)定值即K值的設(shè)定為各段工作的實際時間。為了能達到循環(huán)記時，在T1線圈的線路中串入T5的常閉。以保證當(dāng)T5時間到，常閉分?jǐn)啵鞫〞r器計時歸零，重新計時。累積計時法，則是在啟動開始，所有的定時器開始計時，其K值設(shè)定為其從啟動到該段的時間和。同樣也為了做到循環(huán)控制，在總支路上加設(shè)T5的常閉。兩種方法的編寫如圖2所示（注兩種方法都需要啟動計時的信號，因此要串入M0的常開點）.4）編寫輸出元件程序：如何編寫輸出元件的程序，掌握規(guī)律，簡單易行。編程竅門找1。方法如下：理清楚表中各輸出元件的得電和失電條件，來編寫梯形圖，如上圖中的真值表中對于Y0來說，表中Y1第一個得1的條件是M0得電，T1時間到變?yōu)?，因此Y0輸出的一條支路中串了T1的常開，T2的常閉，而第二個為1是在T2時間到，T3時間到時則變?yōu)榱?，因此，第二條支路中，串接T2的常開，T3的常閉。最后得出其程序圖3中所示。注切不可把所有得1的條件并接，把變0的條件串接。如果在真值表中出現(xiàn)了連續(xù)多個1，只需要關(guān)注第一個1的得電條件，和最后一個1變0的條件，使得電串常開，使失電串常閉。如真值表中Y2的程序的編寫見圖3。當(dāng)出現(xiàn)個別輸出出現(xiàn)閃爍或往復(fù)得電時，如Y2，則需要先建立一個按要求往復(fù)得電的脈沖信號記憶的中間繼電器，如果是按10ms、100ms、1S、1min脈沖振蕩，也可直接利用特殊的中間繼電器M8011～M8014。然后分析Y2，其閃爍的條件是M0，停止閃爍的條件是T1，因此建立一條支路，串入M0的常開，T1的常閉和脈沖信號的常開。而Y2另外得1的條件是T3，失電的條件是T4，因此再輸入一條支路，串入T2常開，T4的常閉。如圖3中的Y3程序的編寫。根據(jù)這樣的方法不難得出，本小案例中的輸出元件的程序為。（4）程序匯總并寫入。將三段程序輸入并調(diào)試。

圖2　累計計時法（左）　　　接力棒計時法（右）

圖3

以上是筆者對真值表編程方法的一點匯總，希望能初學(xué)者能有幫助，如有考慮不周的地方，望能拋磚引玉。

參考資料：

[1]鄭鳳翼.圖解西門子S7-200系列PLC入門[S].電子工業(yè)出版社.

[2]阮友德.電氣控制與PLC實訓(xùn)教程[S].人民郵電出版社.