王憲菊，周小波

（阜陽師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院，安徽阜陽236037）

PLC所有的控制功能都是依靠程序完成的，程序設(shè)計(jì)在PLC的應(yīng)用中至關(guān)重要[1]。針對(duì)在PLC教學(xué)過程中，學(xué)生普遍存在編程能力弱、無法獨(dú)立完成程序設(shè)計(jì)的問題，本文提出一種新型的PLC程序設(shè)計(jì)方法--輸出導(dǎo)向法。以三人搶答器程序設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)敘述了運(yùn)用該方法完成程序設(shè)計(jì)的思路和步驟。

三人搶答器程序設(shè)計(jì)按照以下四個(gè)步驟進(jìn)行：1、任務(wù)分析；2、I/O地址分配；3、編寫程序；4、程序測(cè)試。

1 任務(wù)分析

控制任務(wù)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)三人搶答器，搶答器包含1個(gè)啟停開關(guān)，1個(gè)復(fù)位按鈕，3個(gè)搶答按鈕，1盞運(yùn)行指示燈及3盞搶答結(jié)果指示燈。

啟停開關(guān)閉合后，運(yùn)行指示燈亮，選手方可開始搶答。最先搶答選手按下按鈕后，對(duì)應(yīng)指示燈點(diǎn)亮，其余搶答選手搶答無效。系統(tǒng)復(fù)位后，方可繼續(xù)搶答。啟停開關(guān)斷開，系統(tǒng)停止運(yùn)行[2]。

根據(jù)控制任務(wù)要求獲知：三人搶答器系統(tǒng)包含4個(gè)輸出單元（1盞運(yùn)行指示燈和3盞搶答結(jié)果指示燈）和5個(gè)輸入單元（1個(gè)啟停開關(guān)、1個(gè)復(fù)位按鈕和3個(gè)搶答按鈕）。理清輸入和輸出單元的個(gè)數(shù)，為下一步（I/O地址分配）做好準(zhǔn)備。

2 I/O地址分配

本項(xiàng)目選用西門子S7-300PLC，I/O地址分配如下表所示。

表1 I/O地址分配表

3 編寫程序

采用輸出導(dǎo)向法編寫程序。此方法的第一步是畫出三人搶答器系統(tǒng)所有的輸入輸出器件，如圖1所示。

圖1 三人搶答器系統(tǒng)元件布置圖

第二步是查找三人搶答器系統(tǒng)的輸出器件，該系統(tǒng)的輸出器件有1盞運(yùn)行指示燈和3盞搶答結(jié)果指示燈。

第三步是以每一個(gè)輸出為編程單元，根據(jù)控制任務(wù)要求查找控制每一個(gè)輸出器件的所有輸入信號(hào)。首先查找控制系統(tǒng)運(yùn)行指示燈的輸入信號(hào)，啟停開關(guān)閉合后，運(yùn)行指示燈亮，說明啟停開關(guān)是控制運(yùn)行指示燈的輸入信號(hào)，在啟停開關(guān)與系統(tǒng)運(yùn)行指示燈之間畫一個(gè)指向線，如圖2所示。接下來再尋找控制1號(hào)選手搶答結(jié)果指示燈的輸入信號(hào)，影響一號(hào)選手搶答結(jié)果指示燈亮滅的信號(hào)有1號(hào)選手搶答按鈕、啟停開關(guān)、復(fù)位按鈕以及2號(hào)選手和3號(hào)選手搶答結(jié)果指示燈的狀態(tài)。1號(hào)選手搶答按鈕是一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，復(fù)位按鈕是停止信號(hào)，搶答操作必須在啟停開關(guān)閉合后才有效，同一時(shí)刻只有一位選手搶答成功，說明三盞搶答結(jié)果指示燈是互鎖的關(guān)系。綜合以上分析，畫出輸入與輸出關(guān)系圖，如圖3所示。2號(hào)選手和3號(hào)選手搶答結(jié)果指示燈的控制關(guān)系與1號(hào)選手搶答結(jié)果指示燈類似，在此不再贅述。

圖2 系統(tǒng)運(yùn)行指示燈控制關(guān)系圖

圖3 1號(hào)選手搶答結(jié)果指示燈控制關(guān)系圖

第四步是根據(jù)第三步畫出的輸入與輸出之間的關(guān)系圖，分析其邏輯關(guān)系，編寫出梯形圖程序。圖4為系統(tǒng)運(yùn)行指示燈的控制程序，圖5為三位選手搶答結(jié)果指示燈的控制程序。

圖4 系統(tǒng)運(yùn)行指示燈控制程序

圖5 三位選手搶答結(jié)果指示燈的控制程序

4 程序測(cè)試

采用博圖軟件的PLCSIM功能對(duì)編寫好的程序進(jìn)行仿真測(cè)試，閉合啟停開關(guān)，分別測(cè)試1號(hào)選手搶答按鈕、2號(hào)選手搶答按鈕、3號(hào)選手搶答按鈕和復(fù)位按鈕的功能。經(jīng)過仿真，驗(yàn)證了程序的正確性。

5 總結(jié)

本文成功運(yùn)用輸出導(dǎo)向法完成三人搶答器系統(tǒng)設(shè)計(jì)，此方法不但適用于簡(jiǎn)單的案例，對(duì)于復(fù)雜的項(xiàng)目也有借鑒作用。作者指導(dǎo)學(xué)生參加“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽編寫電梯控制程序，也用了此方法，學(xué)生普遍反映該方法簡(jiǎn)單，易學(xué)易用。輸出導(dǎo)向法啟發(fā)了學(xué)生的編程思維，提高了學(xué)生的編程能力。