PLC自鎖、互鎖控制編程技巧

摘 要：自鎖、互鎖控制是梯形圖控制程序中最基本的環節。常用于對輸入開關和輸出映像寄存器的應用編程控制，本文結合搶答器的設計實例介紹PLC自鎖、互鎖的編程技巧。

關鍵詞：PLC；自鎖；互鎖；搶答器

自鎖、互鎖是生產現場常見邏輯關系，應用非常廣泛。自鎖控制是PLC控制程序中常見的控制程序形式，也是常說的啟停控制，這種自鎖控制常用于以無鎖定開關作啟動開關，或者用只接通一個掃描周期的觸點去啟動一個持續動作的控制電路。互鎖控制是互以對方的不工作作為自身工作的前提條件的控制電路，常用于被控的是一組不允許同時動作的對象，如電動機正、反轉控制。通常互鎖編程有按鈕互鎖和線圈互鎖兩種[1][2]。

1 搶答器控制要求

搶答器[3]是一種應用非常廣泛的電子電氣設備，在各種搶答場合、競賽中，它能迅速客觀分辨出最先獲得發言權的選手以及實現設定發言時間、記錄分數等功能。本例中搶答器設備最多允許8人同時參加搶答比賽，在此為了簡化程序，以3位選手搶答為對象。比賽時，主持人首先應將數碼顯示清零，搶答過程中最先按下按鈕的選手有效，其它無效，有效的選手號碼被顯示在數碼屏上。

2 搶答器硬件電路設計

選取西門子S7-200PLC作為搶答器的核心控制器，3名選手各用一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號相對應，分別是S1、S2、S3，給節目主持人設置一個控制按鈕，用來控制系統的清零（編號顯示數碼管顯示0）和搶答的開始，PLC輸出接口電路外接一共陰極七段數碼顯示管顯示搶答結果。

3 搶答器的程序設計

搶答器具有數據鎖存和顯示的功能，其程序設計需解決如下問題：

（1）搶答優先的問題。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，編號立即鎖存，并能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。

（2）選手號碼識別和顯示的問題。每次搶答LED數碼管上都能正確地顯示出選手的編號，并一直保持到主持人將系統清零為止。

運用自鎖和互鎖控制實現搶答器的數據鎖存功能，運用段碼指令對選手搶答結果進行顯示，其具體梯形圖如1所示。

搶答器的控制程序設計具有如下特點：

（1）搶答器搶答顯示具有自鎖功能，即當某一選手搶答成功后，即使釋放其搶答按鈕，LED數碼管顯示保持，直至主持人操作復位按鈕I0.0，才使LED顯示0。網絡2為1號選手搶答程序，其中M0.1動合觸點與1號搶答按鈕I0.1信號并聯，利用I0.1按鈕短時接通瞬間，輸出線圈M0.1得電，促使M0.1觸點動合，為輸出線圈M0.1提供了一條通電回路，對本網絡輸出具有自鎖作用。

（2）搶答器3個選手之間搶答具有互鎖功能，即只要有一個選手搶答成功，另外兩個選手即使再按各自搶答按鈕，LED數碼顯示結果也不會變化。以網絡2為例，其中的I0.2及I0.3采用動斷觸點串聯在網絡中，作為限制和約束輸出線圈M0.1得電的條件，即只有在2號和3號選手按鈕沒有有效采集進入PLC中，1號選手提前操作被有效采集進入PLC中，才有可能顯示搶答結果1。

（3）搶答器3個選手搶答程序具有對稱特點。網絡2～網絡4的程序的編寫思路是類似的，同樣并聯了自鎖觸點和串聯了按鈕互鎖觸點，并進行數碼結果顯示。

利用可編程序控制器試驗掛箱按照圖1-1接好硬件線路，然后在線運行程序，通過硬件線路查看調試結果，經過操作證明搶答器設計成功，達到設計要求。

4 總結

PLC自鎖控制應用在起動保持停止電路，采用網絡輸出線圈的操作數bit所對應的動合觸點與本網絡的某些邏輯塊并聯，幫助本網絡輸出線圈得電。PLC互鎖控制應用一組不允許同時動作的對象控制場合，采用按鈕互鎖或線圈互鎖觸點，以動斷觸點的形式串接在網絡中，限制本網絡輸出線圈得電。

[參考文獻]

[1]宋伯生.PLC編程實用指南[M].北京：機械工業出版社，2006：340-349.

[2]楊后川.西門子S7-200PLC應用100例.北京：電子工業出版社，2009：91-92.