中间继电器在PLC编程中的应用

孙剑光

(天津现代职业技术学院 天津300350)

中间继电器在PLC编程中的应用

孙剑光

(天津现代职业技术学院 天津300350)

可编程控制器(PLC)自问世以来，在工业自动化控制方面得到了广泛应用，但PLC的内部资源有限，充分利用好PLC内部资源，对编制高品质的控制程序有着重要的意义。在梯形图设计中，如果能灵活运用PLC的中间继电器，可以提高程序的可读性和设备的控制品质。结合对S7-200PLC应用的教学和培训经验，介绍了PLC的中间继电器在编程应用方面的经验。

可编程控制器(PLC) 中间继电器 程序设计

可编程控制器(PLC)是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算操作电子装置，广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、机械制造与汽车等行业。PLC应用技术已成为从事电气自动化和机电一体化技术的工程技术人员不可缺少的重要技能。PLC编程是PLC控制系统调试的重要工作内容之一，因为PLC的I/O点等资源是有限的，充分利用好PLC内部资源，对编制高品质的控制程序有着重要的意义。西门子公司S7-200系列的CPU21X和CPU22X系列产品在我国的PLC市场有着比较广泛的应用。其中，CPU22X系列模块的内部资源都配置了32字节的内部标志位存储器，关键字为M，内部标志位存储器用来保存中间操作状态和控制信息，其作用相当于继电器控制系统的中间继电器。中间继电器(M)在PLC中没有输入/输出端与之对应，其线圈的通断状态只能在程序内部用指令驱动，其触点不能直接驱动外部负载，只能在程序内部驱动输出继电器的线圈，再用输出继电器的触点去驱动外部负载。中间继电器只是PLC的内部存储，具有存取速度快，在PLC编程方面应用比较灵活等特点。本文以西门子S7-200系列小型PLC为例，结合作者的教学经验，介绍了PLC中间继电器在梯形图编程的几点应用方法和技巧。

1 记忆设备运行状态

用中间继电器触点记住设备的启动状态，按下启动按钮，使M,0.0接通，按钮松开后，保持M,0.0的接通状态，直到按下停止按钮把M,0.0清零为止。设备运行期间，可以通过M,0.0的状态判断设备是否处于运行中。

2 节省有限的输出点

在PLC控制系统梯形图设计时，灵活使用PLC内部的中间继电器，对某个输出点进行分时利用，可以节省硬件元件对输出端口的占用。例如，某生产线的一个加料分站控制系统，要求在设备启动后，用不同的指示灯区别是否有工件进入本站加工，通常的解决方案是用两个PLC的输出点分别控制两个不同颜色的指示灯，来指示不同的工作状态。如果利用中间继电器，可以仅使用一个输出点控制一个指示灯，用某个中间继电器的状态来指示工件是否进入本站，通过这个继电器的状态来控制指示灯处于常亮状态或闪烁状态。由该实例可见，结合中间继电器的使用，可以节省PLC的输出点。

3 设置断电数据保持区域，自动恢复重要数据

S7-200PLC具有对中间继电器的指定区域进行断电保持数据的功能。保持范围的地址限制随CPU型号和版本不同而异，可在Micro-Win软件中使用PLC→类型菜单命令为项目设置目标CPU型号并进行校验，使用默认按钮装入数值以与目标CPU的实际数值保持一致。设置断电保持区使用的菜单命令如下：选择查看(View)→组件(Components)→系统块(System Block)菜单命令，也可以点击指令树中的“系统块”图标，再打开“保持范围”分支，即可选择在上电周期时希望保持的中间继电器存储区域，输入新值，然后将这些修改后的系统块内容下载到CPU。CPU22X系列默认的中间继电器存储区的断电数据保持范围为MB14～MB18，将范围MB0～MB13更改为保持范围，会启用一种特殊功能，该功能会在断电时自动将这些位保存在EEPROM中。

4 避免同一操作数的输出线圈被重复使用

在S7-200PLC的梯形图编程方面，初学者比较容易忽视的一个问题是：同一操作数的输出线圈使用两次，使用中间继电器可以有效解决这一问题。示例如下：假设某设备的控制系统采用S7-200PLC，某电感传感器对应触点I,0.0接通时，绿灯长亮，绿灯对应的触点Q,0.2接通，另一行程开关触点I,0.1接通时，绿灯以1,Hz频率闪烁。双线圈输出的程序如图1所示。该程序的运行结果用Micro-Win软件的状态趋势图来分析，如图2所示。其中，时序图的第1条线表示I,0.0的状态，第2条线表示I,0.1的状态，第3条线表示Q,0.2的输出状态。监控结果表明：无论I,0.0和I,0.1是否有输入，Q,0.2均无正常输出，程序控制无法实现。

图1 有双线圈输出的程序Fig.1 Program with double coil output

图2 双线圈输出程序的趋势图Fig.2 Trend chart of the program with double coil output

利用中间继电器M,0.1、M,0.2分别记录Q,0.2的长亮状态和闪烁状态，再用中间继电器的触点输出到Q,0.2的线圈，程序修改如图3所示：

图3 使用中间继电器修改的程序Fig.3 Program modified with the intermediate relay

修改后用状态监控的趋势图得到图4，监控结果表明Q,0.2输出正常，程序控制得以实现。

图4 修改后程序的趋势图Fig.4 Trend chart of the modified program

5 设计监控程序，提高PLC的抗干扰能力

PLC在工业环境下运行时会遇到各种干扰，为了提高PLC控制系统的抗干扰能力，在软件设计方面，可以采用定时器或计数器以及中间继电器，设置类似警戒时钟的程序，对用户程序进行循环扫描。每次扫描结果用1个中间继电器的状态来记录，如果中间继电器的记录状态不正常，程序可能进入错误循环，应立刻报警。

6 实现PLC与组态软件之间的通信

为了提高PLC控制系统人机界面的友好程度，普遍采用组态软件，在上位机与PLC之间进行通信，组态用户界面用以操作和监视机器与设备。以组态软件MCGS为例，人机对话设备(如触摸屏或工控机)对PLC的监控是通过读取PLC内部存储变量的状态来实现的，中间继电器是PLC的内部存储变量。组态设计时，可以使用空闲的中间继电器来定义用于通信的用户变量，以提高编程的灵活性。

7 实现运算操作

S7-200PLC的编程软件可以实现一般的算术运算，包括加、减、乘、除和数学函数变换。这些运算的操作数的存储类型可以是整数、双整数或实数。中间继电器存储区可以用相应的数据格式作为操作数参加运算，其中整数运算的关键字为MW，双整数运算的关键字为MD，实数运算的关键字也为MD。

8 结 语

以上是对中间继电器在PLC编程中应用的一些体会，上述方法在梯形图的设计中得到了验证。程序设计是一个需要不断实践，熟能生巧的过程，因而对PLC中间继电器的应用还需要不断探索，以开发出更高效的PLC控制程序。

［1］ 田淑珍. S7-200 PLC原理及应用[M]. 北京：机械工业出版社，2009.

［2］ 范文军. 扩充PLC输出触点的10种方法[J]. 华北水利水电学院学报，2008(8)：85-87.

［3］ 张学辉. 西门子PLC程序设计方法研究[J]. 机械工程与自动化，2010(6)：189-191.

［4］ 西门子(中国)有限公司. 深入浅出西门子S7-200PLC[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2007.

［5］ 王兰军. 基于状态编程思想的PLC编程的新方法[J].机电工程技术，2006(8)：69-71.

［6］ 郑贤瀛. PLC编程中输入信号的选取[J]. 自动化技术与应用，2016(2)：129-131.

［7］ 冯启荣. 信号是PLC编程的关键[J]. 职业技术，2015(5)：93-94.

［8］ 陈志新. PLC编程的几个误区[J]. 组合机床与自动化加工技术，2002(4)：51-52.

［9］ 周志敏. 中间继电器可靠性与应用中心的问题分析[J]. 电工技术杂志，2002(7)：38-39.

［10］ 傅迁宪，吴卫刚. 中间继电器在实际应用中需要注意的问题浅析[J]. 轻工科技，2014(4)：35-36.

［11］ 赵鹏飞，张保成. ST-200PLC人机界面的设计与实现[J]. 机械工程与自动化，2009(2)：135-136.

［12］ 陈辉，李坚强，裴海龙，等. 基于梯形图语方的软PLC技术研究与实现[J]. 微计算机信息，2006(9S)：266-268.

Application of Intermediate Relay to PLC Programming

SUN Jian’guang
(Tianjin Modern Vocational Technology College，Tianjin 300350，China)

The programmable logical controller(PLC)has been widely used in the automation industry since its invention，but the limited inner resource constrains its range of application in the programming.The inner flag bit has the advantage of fast access time and flexible application in PLC programming.The flag bit can save the intermediate state of the operation and the control information，which can be used as an intermediate relay in the relay control system.The flexible application of intermediate relay in the ladder design can improve the readability of the program and the control quality of the equipment.On the basis of the experience in the teaching and training of S7-200 PLC application，this article gives several methods of the application of the intermediate relay in PLC programming.

programmable logical controller(PLC)；intermediate relay；programming

TP31

：A

：1006-8945(2016)05-0068-03

2016-04-01