基于PLC的區(qū)間比較指令在校園打鈴系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)

文/謝聰

1 項(xiàng)目控制要求及分析

學(xué)生每天接觸到校園中的打鈴，現(xiàn)從生活實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)一個(gè)校園打鈴PLC 控制系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)如下的控制：第1 節(jié)課：8:00-8:50；第2 節(jié)課：9:00-9:50；第3 節(jié)課：10:10-11:00；第4 節(jié)課：11:10-11:55；第5 節(jié)課：14:30-15:20；第6 節(jié)課：15:30-16:20；第7 節(jié)課：16:30-17:20；第8 節(jié)課：17:30-18:20；具體要求為上、下課每秒鐘響1 次，10 秒后自動(dòng)停止；第2、3 節(jié)課之間啟動(dòng)廣播做操；其余課間啟動(dòng)音響系統(tǒng)播放音樂(lè)。

針對(duì)PLC 控制要求，分析可得一個(gè)啟動(dòng)輸入信號(hào)X24，同時(shí)為了方便實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)輸入信號(hào)，分別是5 分鐘實(shí)驗(yàn)開(kāi)關(guān)X21和格數(shù)實(shí)驗(yàn)開(kāi)關(guān)X22，輸出信號(hào)為三個(gè)，分別是打鈴Y20、做廣播操Y21、放音樂(lè)Y22。通過(guò)分析，設(shè)定輸入輸出信號(hào)。

2 比較和區(qū)間比較指令介紹

三菱PLC 的CMP 比較指令和ZCP 區(qū)間比較指令的功能如下：

CMP 指令編程實(shí)例：當(dāng)X0=ON 時(shí)，將K50 與C20 兩個(gè)源操作數(shù)進(jìn)行比較，比較的結(jié)果存放在M10-M12 中。如圖1所示。

當(dāng)K50＞C20 時(shí)，比較結(jié)果：M10=ON；當(dāng)K50=C20 時(shí)，比 較 結(jié) 果：M11=ON； 當(dāng)K50＜C20 時(shí)，比較結(jié)果：M12=ON。

ZCP 指 令 將[K10]、[K20]的 值 與[C10]的內(nèi)容進(jìn)行比較，然后用元件[M10]～[M12]來(lái)反應(yīng)比較的結(jié)果。

C10＜10 時(shí)，比 較 結(jié) 果：M10=ON； 當(dāng)10 ≤C10 ≤20 時(shí)，比 較 結(jié) 果：M11=ON；C10＞20 時(shí)，比較結(jié)果：M12=ON。如圖2所示。

在PLC 編程中，如果需要比較兩個(gè)數(shù)，我們可以直接用比較指令CMP，如果需要用一個(gè)數(shù)和一個(gè)區(qū)間范圍進(jìn)行比較，就要用區(qū)間比較指令ZCP，在校園打鈴控制系統(tǒng)中，根據(jù)控制要求，如果到下課的時(shí)間打鈴，可以直接用CMP 比較指令，但是在課件啟動(dòng)做操，就需要運(yùn)用到ZCP 區(qū)間比較指令。舉個(gè)實(shí)際的例子：班級(jí)某位同學(xué)和其他的幾個(gè)同學(xué)分別比較體重的大小，直接用CMP 比較指令，如果將班級(jí)同學(xué)劃分為三個(gè)等級(jí)，某位同學(xué)的體重介于那個(gè)等級(jí)范圍內(nèi)，就需要用ZCP 區(qū)間比較指令。

3 項(xiàng)目編程分析

在本項(xiàng)目中，定義每5 分鐘為一個(gè)格，一天24 小時(shí)可以定義為288 次，本項(xiàng)目是一個(gè)一天24 小時(shí)循環(huán)的打鈴系統(tǒng)，運(yùn)行周期過(guò)長(zhǎng)，現(xiàn)定義兩個(gè)實(shí)驗(yàn)開(kāi)關(guān)，目的是為了實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)行過(guò)程中的調(diào)試。如圖3所示。

在程序的運(yùn)行過(guò)程中，要求實(shí)現(xiàn)每節(jié)課課間打鈴，此時(shí)，時(shí)間可以采用定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是到點(diǎn)打鈴，需要運(yùn)用比較指令CMP，具體編程如圖4。

以第一節(jié)課為例，8：00 第一節(jié)課上課打鈴，8：50 第一節(jié)課下課打鈴，從每天0 點(diǎn)開(kāi)始算起，分別到96 和106 個(gè)5 分鐘，進(jìn)行比較，輸出相應(yīng)的輔助繼電器M2 和M4，依次，后面的每節(jié)課的時(shí)間都采用五分鐘為一個(gè)格，進(jìn)行計(jì)算，采用比較指令進(jìn)行輸出，輸出相應(yīng)的輔助繼電器，最后，用輔助繼電器啟動(dòng)輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)打鈴。

要求在第2、3 節(jié)課課間要做操，其他課間放音樂(lè)，需要運(yùn)用到區(qū)間比較指令ZCP,具體編程如圖5所示。

以上區(qū)間比較輸出分別為第1、2 節(jié)課課間放音樂(lè)，第2、3 節(jié)課課間做操、第3、4 節(jié)和第5、6 節(jié)課課課間放音樂(lè)。

最后，通過(guò)定時(shí)設(shè)置，輸出20 分鐘做廣播操，10 分鐘放音樂(lè)，整個(gè)程序中的定時(shí)控制通過(guò)定時(shí)器T 來(lái)實(shí)現(xiàn)，定時(shí)器T 采用通用的PLC 定時(shí)器。如圖6所示。

校園打鈴系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了學(xué)生對(duì)PLC 編程中的定時(shí)器、比較指令CMP 和區(qū)間比較指令ZCP的運(yùn)用及編程，讓學(xué)生在設(shè)計(jì)程序的時(shí)候，思考每個(gè)指令應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)操作，以區(qū)分比較指令和區(qū)間比較指令的運(yùn)用。

讓學(xué)生將設(shè)計(jì)的程序?qū)懭隤LC 中，進(jìn)行實(shí)訓(xùn)臺(tái)仿真演練，讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行操作，自己接線調(diào)試、觀察結(jié)果、排除故障。通過(guò)反復(fù)的訓(xùn)練和操作，將理論知識(shí)和實(shí)踐操作聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了理實(shí)一體、知行合一，真正提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和技能操作水平，全面提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

4 項(xiàng)目總結(jié)與思考

本文設(shè)計(jì)這一校園打鈴系統(tǒng)，目的是讓學(xué)生從生活實(shí)際出發(fā)，通過(guò)對(duì)校園打鈴系統(tǒng)項(xiàng)目PLC 的控制要求的編程設(shè)計(jì)及操作，主要在特殊功能指令CMP 和ZCP 指令的運(yùn)用做了設(shè)計(jì)和講解，通過(guò)每天接觸到的校園打鈴這一項(xiàng)目運(yùn)用到實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，讓學(xué)生在解決實(shí)際生活項(xiàng)目的同學(xué)掌握了專(zhuān)業(yè)知識(shí)及技能。PLC 課程是學(xué)生必須掌握的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，學(xué)生在以后的工作崗位中，有多數(shù)會(huì)從事PLC 設(shè)計(jì)及調(diào)試工作，也讓學(xué)生更好的適應(yīng)崗位需求。同時(shí)，讓課堂走進(jìn)生活實(shí)際，提升了課堂的現(xiàn)實(shí)運(yùn)用能力和學(xué)生的處理實(shí)際問(wèn)題的能力，提升了教師的課堂教學(xué)水平。當(dāng)今的職業(yè)教育，實(shí)施產(chǎn)教融合協(xié)同育人，需要解決人才培養(yǎng)的行業(yè)性、普適性、創(chuàng)新性問(wèn)題，需要我們不斷探索教學(xué)方法，提高教學(xué)教育水平，為新時(shí)代人才培養(yǎng)貢獻(xiàn)一份力量。

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

圖6