单定时器控制智能彩灯系统

徐州机电技师学院 黄仁胜

本文通过单定时器设计控制智能彩灯，来探讨三菱PLC的内部软件的使用方法以及如何通过内部辅助继电器M来控制定时器T的工作。通过读取定时器的经过值来控制对应输出，每一次输出占用几条支路，有几次工作，占几条支路的方式来实现程序控制的。这对学习PLC程序设计和相应的职业技术培训起到一个抛砖引玉的作用。

设计PLC彩灯控制器，控制对像为 A、B、C、D四组灯管，在手动测试状态下，每一组灯管可以手动控制；在自动控制下，设计要求：

1、灯管组A亮1秒，灭1秒； 灯管组B亮1秒，灭1秒；灯管组C亮1秒，灭1秒；灯管组D亮1秒，灭1秒。

2、灯管组A、B亮1秒，灭1秒；灯管组A、C亮1秒，灭1秒；灯管组A、D亮1秒，灭1秒；灯管组BC亮1秒，灭1秒; 灯管组BD亮1秒，灭1秒；灯管组CD亮1秒，灭1秒。

3、灯管组A、B、C、D亮1秒，灭1秒，如此循环。

下面根据彩灯控制要求详细阐述PLC程序设计。

一、PLC软件的选择

通过分析彩灯控制器的控制要求，制作这样的控制系统，要有以下操作按钮，一个启动按钮，一个停止按钮，一个手动和一个自动选择旋钮，另外还要有四个点动控制按钮。以控制对象为灯组，首先选用PLC输出点来控制接触器的线圈，然后再利用接触器的主触点控制灯组。整个灯组控制器动作周期为22秒，通过一个定时器，设定它总的定时时间为22秒，灯组A在第1秒、 第9秒、第11秒、第13秒、第21秒得电动作；灯组B在第3秒、第9秒、第15秒、第17秒、第21秒得电动作； 灯组C在第5秒、第11秒，第15秒，第19秒、第21秒得电动作；灯组D在第7秒、第13秒，第17秒，第19秒、第21秒得电动作；这些动作时间值是通过读取选用定时器内部经过值到达对应经过值控制对应PLC的输出点，由PLC输出值控制接触器线圈，然后由接触器的主触点来控制对应灯组。

二、I/O的功能设计

通过以上分析确定I/O分配表如表 1所示。

表1 I/O现场元件信号对照表

三、外部硬接线图

根据现场元件对照表，画出实现该控制外部控制电气原理图，如图1所示。

图1 外部控制电气原理图

四、指令表

与图1电气原理图配套的指令表如表2所示。

五、电气原理图分析

合上电源开关QF。按下启动按钮SB2，交流接触器KM0得电并自锁，交流接触器KM0主触点闭合，此时电源供电给PLC；同时控制的灯组得电；控制接触器的线圈得电。按下停止按钮SB1,交流接触器KM0失电，接触器KM0主触点断开，则灯组、接触器线圈失电。灯组失电，整个系统断电，这样可以有效保护PLC和控制电器灯组。在整个灯组控制器开始工作之前，我们可以选择是手动测试工作模式还是自动工作模式，当测试/自动选择旋钮处于闭合状态，也就是X2处于闭合状态，自动工作标志位M0线圈处于断开状态，它的常闭触点处于闭合状态；当点动控制 A灯组按钮SB4处于闭合状态，也就是X3闭合，程序控制Y0处于闭合状态，同时灯组A也开始工作；松开A灯组按钮SB4，则灯组A断电；同理，分别按下SB5、SB6和SB7可以点动控制灯组B、灯组C和灯组D。

表2 指令表

当测试/自动选择旋钮处于断开状态时候，对应内部程序X2常闭触点处于闭合状态，此时等待系统启动信号，当SB2闭合时候，PLC程序内部辅助继电器M0得电自锁，它的常闭触点断开，则点动支路断开；它的常开触点闭合，接通定时器T1，T1定时器的总定时时间为22秒，这个时间是由整个彩灯控制器的循环周期决定的，等待定时经过值达到相应值，接通相应的线圈，再由线圈的触点控制相应灯组。通过分析控制要求，灯组A工作的时间为0到1秒；8到9秒；11到12秒、13到14秒、20到21秒得电动作, 要读取定时器内部经过值为小于等于10时动作为一条控制A灯的分支；把读取定时器内部经过值为大于等于80时到小于90时动作为第二条控制A灯的分支；把读取定时器内部经过值为大于等于110时到小于120时动作为第三条控制A灯的分支；把读取定时器内部经过值为大于等于130时到小于140时动作为第四条控制A灯的分支；把读取定时器内部经过值为大于等于200时到小于210时动作为第五条控制A灯的分支。而灯组B的工作时候为在第3秒、第9秒、第15秒、第17秒、第21秒得电动作；灯组C在第5秒、第11秒，第15秒，第19秒、第21秒得电动作；灯组D在第7秒、第13秒，第17秒，第19秒、第21秒得电动作；同理可以算出控制工作定时器T1的内部经过值，用这个值控制各个灯组按指定规律动作。

按下系统停止按钮SB3，输入继电器X1断开，让程序内部辅助继电器M0失电释放，定时器T1失电，清除T1内部经过值数据，再清除T1触点状态，让它的触点状态恢复初始状态，这样各个正在工作灯组全部失电。按下系统断电按钮SB1，交流接触器KM0失电释放，整个系统断电，节省能源。

根据原理图接好线，将程序下载到PLC中，观察实际工作现象，符合设计要求，达到预期设计的目的。

总之,PLC入门容易,但真正掌握可编程控制器的编程方法,能够设计出满足生产任务要求的同时程序能够做到简洁、易懂，必须深入学习PLC技术。通过上述介绍的方法不断地充电,总结归纳，从中找出规律，理解、消化，举一反三，使其融入到自己以后的编程过程中，逐步确立适合自己的编程方法。