经验设计法又可称做试凑法,长期工作在现场的电气技术人员和电工都熟悉继电器.接触器控制电路,具备一定的设计和维护电气控制电路的经验和能力。他们在PLC的学习和实践中能够较深入地理解并掌握PLC各种指令的功能,以及大量的典型电路,在掌握了这些典型电路的基础上,充分理解实际的控制问题,将实际控制问题分解为各典型控制电路所能解决的子任务,然后将这些经过修改和补充的典型电路进行拼凑而设计出梯形图。这就如同小学生学习写作文,首先须从熟读优秀范文入手,过渡到模仿范文写作,最终达到独立写作的目的。学习PLC编程也如出一辙,可以先尽可能多地从资料上提取现成的典型小程序加以学习,然后模仿编写或对典型程序稍加改动后“拼接”到自己的程序中,最后才可能达到自己“创作”应用程序的“境界”。国外很多大公司也都是采用此法来培养自己的计算机软件人才的。
经验设计法的核心是抓住输出线圈控制这一关键问题,因为PLC的一切动作均是由线圈输出的,所以也可以称之为输出条件法,其设计步骤如下。
(1)解析实际控制问题
将实际控制问题分解为典型控制电路所能实现的子任务。例如,“启保停”电路、互锁电路、定时/计数电路、分频电路、单/双稳态电路、报警消声电路,等等。
(2)在梯形图中画出线圈的逻辑行
以输出线圈为核心画梯形图,将所有输出线圈全部一次性地列在梯形图的右母线上,这样可有效地防止“双线圈输出”的错误。然后,逐一分析各个输出线圈的置位和复位条件,并将对应的常开或常闭的触点连接到左母线与线圈之间。属于多点共同触发的,需采用串联方式连接各触点;而当多路信号均能独立触发时,则应采用并联方式连接各触点。在编写过程中要特别注意考虑是否自锁。
(3)利用工作位组合逻辑条件
如果不能直接使用实际输入点来逻辑组合成输出线圈的置位与复位条件,则需要利用PLC内部存储器的工作位帮助建立起输出线圈的置位与复位条件,例如,使用CJ1系列PLC的工作区(W区)中的通道或位。
(4)使用定时器和计数器
如果输出线圈的置位与复位条件中需要定时或计数条件时,则需要使用定时器或计数器指令建立起输出线圈的置位与复位条件。
(5)使用高级指令
如果输出线圈的置位与复位条件中需要高级指令的执行结果作为条件时,则需要编写高级指令逻辑行来建立起输出线圈的置位与复位条件。
(6)画互锁条件
画出各输出线圈之间的互锁条件,它可以有效地避免同时发生相互冲突的动作。
(7)画保护条件
保护条件可以在系统出现异常时,使输出线圈的动作保护系统和生产过程。
在设计梯形图程序时,应先画基本梯形图程序,当基本程序的功能满足要求后,再增加其他功能。在使用输入条件时,注意输入条件是电平、脉冲还是上升/下降沿。一般要将梯形图分解成小功能块调试,调试完毕后,再调试全部功能。
这种凭经验设计梯形图的方法在解决简单控制问题时具有设计速度快、程序简捷的优点。但是,在设计复杂程序时,则需要对逻辑关系解析透彻、全面,执行条件考虑周到,程序前后呼应,特别是在进行连续动作的控制中需要在两个动作间考虑加入定时器以确保动作完成。下面以送料小车控制为例说明经验设计法。
【例5-2】 送料小车的工作过程示意图如图5-7所示,当按下左行启动按钮后,小车左行,到达行程开关SQ1处装料,20 s后装料完毕,启动小车右行;当小车右行到达行程开关SQ2处时卸料,12 s后卸料完毕,再次启动左行到SQ1处装料,此装卸过程如此反复循环,直至按下停止按钮结束工作过程。按下右行启动按钮后,小车右行,先卸料再装料。
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