基于順序控制設計法和經驗設計法流水燈設計

摘 要：PLC在自動化控制中處于首位，而流水燈中蘊藏的設計算法在工業現場、信號指示等很多關鍵領域都有應用，文章以流水燈為背景，介紹順序控制設計法和經驗設計法兩種算法的應用，以期為相關工業現場的設計開拓思路。

關鍵詞：PLC；順序控制設計法；經驗設計法

中圖分類號：TP183 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）15-0004-02

1 設計要求

合上啟動開關后，八盞燈中每盞燈亮0.5 s鐘后滅掉，然后下一盞亮0.5 s鐘后滅掉，……第八盞燈滅掉后又第一盞燈亮0.5 s，即按以下規律顯示：L0—L1—L2—L3—L4—L5—L6—L7—L0……如此循環，周而復始。斷開啟動開關，該系統立刻停止工作。

2 硬件設計

從設計要求可以看出，該PLC控制系統需要一個撥動開關，八盞燈，即需要占用一個PLC輸入端口，八個輸出端口，由于輸入輸出數量較少，選用小型可編程控制器即可，本文選擇了實驗室配備的FX2N-48MR。圖1為該PLC控制系統的硬件接線圖，表1為該系統的端口分配表。

3 軟件設計

軟件設計是PLC控制系統的核心，為開拓編程思路，本文用順序控制設計法和經驗設計法完成本文的軟件設計。

3.1 順序控制設計法

該方法簡單實用，編程思路清晰，容易調試和修改，可讀性也很強，是一種較為通用的設計方法，用改方法首先要畫順序功能圖。根據設計要求，可知該流水燈系統可分為八步，每一步動作有兩個分別是點亮一盞燈，并計時點亮的時間，計時時間到下一步激活，因此個步的轉換條件是計亮燈時間的計時器T，最后一步結束后又將第一步激活，根據該思路，可得出改系統的順序功能如圖2所示。

根據該順序功能圖便能方便的寫出該控制系統的梯形圖。第一步的啟動條件有兩個，分別是X0接通，或者M8處于活動狀態，并且T7定時時間到，這兩個條件只要有一個成立都能讓M1處于活動狀態。其他步只要前級步是活動步并且轉換條件成立就可以激活后級步了，根據該思路，可得出該控制系統的助記符如圖3所示。

3.2 經驗設計法

順序控制設計法完成該控制系統雖然思路清晰，編程方便，但是工作量較大。就像做數學題，常規方法雖然能很快入手，但是計算往往比較復雜，如果用簡便方法，就可以達到事半功倍的效果。經驗設計法，顧名思義，需要設計者有一定的實踐經驗，該方法對一些簡單的典型的系統較為奏效[3]。如果經過分析，發現可以用左移指令實現流水燈的循環移位，程序就會小很多。

啟動按鈕按下后將K1賦值給數據寄存器D0，當然為了不影響后面的移位，設置成脈沖執行型。D0=K1時，Y0輸出高電平，燈L0點亮，D0左移一位D0=K2，這時Y1輸出高電平，燈L1點亮……，由于數據寄存器是十六位的，D0左移到第八位后還要繼續往左移，如果不采取措施的話，當D0左移到第九位時將沒有燈亮，所以有了圖4第二十四步的內容，當D0大于K128時又將K1賦值給D0，這時燈L0又點亮了，實現了循環移位。該方法突出優點是程序短小精悍，短短幾行就能實現順序控制設計法幾十行的效果，當然缺點是要對功能指令非常熟悉，而且構思要細致，總之前期工作量較大。

4 結 語

本文用兩種方法，對流水燈控制系統進行了設計，體現了兩種不同的設計風格和思路。順序控制設計法雖然思路清晰，但是后期編程工作量大；經驗設計法雖然程序只有短短幾行，但是前期構思復雜，容易遇到瓶頸。總之兩種方法各有利弊，有點省力不省功的味道，希望本文兩種方法對同一案例的設計，能為相關工業現場的設計開拓思路。

參考文獻：

[1] 孫振強.可編程控制器原理及應用教程[M].北京：清華大學出版社，2008.

[2] 郁漢琪.可編程控制器原理及應用[M].北京：中國電力出版社，2004.

[3] 廖常初.PLC編程及應用[M].北京：機械工業出版社，2002.