黄石西门子S7-300代理商

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1 引言

在机床的控制中，经常遇到类似如工件的夹紧/放松，冷却液的启动/停止，顶针的前进/后退等等的操作。对于这类动作，操作者往往希望通过一个按钮来实现:按一下按钮，工件夹紧;再按一下按钮，工件放松;再按一下按钮，工件又夹紧;如此循环往复。把这样的按钮称为双稳态按钮，即有两种稳定状态:接通和断开，而且两种状态都能保持。在数控系统中，机床控制面板上一般会提供一些按键供用户自由定义，但按键的数量往往是非常有限的，所以对按键的分配不得不斟酌再三。如果在PLC程序中把按键做成双稳态的，一个按键身兼二职，就会使许多问题迎刃而解了。可见，PLC程序把按钮做成双稳态，还可以节省输入点的数量，这样在经济上也是很合算的。

2 构成双稳态按钮的三种方法

在PLC程序中构造双稳态按钮，有多种实现的方案，现在就介绍其中的三种方法。

2.1 通过SET和RESET指令来实现

图1 通过SET和RESET指令来实现双稳态按钮功能

图1程序中，当次按下按钮I0.0，此时条支路因串联的M0.1为常闭点，而使M0.0接通条件满足置位。第二条支路的执行条件不满足，暂且不去理会。再看第三条支路，假设持续按着按钮不释放，因支路中串联进I0.0的常闭点而使接通条件不满足，直到释放按钮I0.0，因串联的M0.0已经置位，从而使M0.1和Q0.0输出保持为“1”。当第二次按下按钮I0.0时，因为M0.0的状态为“1”，条支路执行条件不满足，第三条支路因I0.0的按下而使M0.1和Q0.0输出为“0”，M0.1由“1”变为“0”产生一个下降沿，使M0.0复位为“0”，从而使M0.1和Q0.0的“0”状态得以保持，即使释放按钮I0.0以后。之后对按钮I0.0的操作，又重复上述过程。可见，得到的是一个双稳态按钮。

2.2 利用PLC基本逻辑指令来实现
PLC程序是按照一定的PLC扫描周期循环往复地的执行程序代码。在每一个PLC扫描周期内，先读入输入映像区内的信号状态，然后执行用户程序，后刷新输出映像区的信号状态。用户程序的执行是按照代码的先后顺序自上往下依次执行的。

图2 利用PLC基本逻辑指令来实现双稳态按钮功能图2程序中正是充分利用了PLC程序的执行的特点，现在分析一下它的工作过程。按一下按钮，使I0.1变为“1”，在个PLC扫描周期内，M0.0变为“1”，M0.1变为“1”，M0.1等于“1”会使M0.0变为“0”，但M0.0的状态变化要到下一个PLC扫描周期才会执行，可见M0.0是宽度为1个PLC扫描周期的脉冲信号。因为M0.0等于“1”，这样会使原来状态为“0”的Q0.0变为“1”。从第二个PLC扫描周期起，不论I0.1变为“0”或保持为“1”，M0.0变为“0”并稳定在“0”上，这样Q0.0通过M0.0常闭点与Q0.0常开点串联的支路保持为“1”状态。再按一下按钮，M0.0又产生宽度为1个PLC扫描周期的脉冲信号，这个脉冲信号使原来状态为“1”的Q0.0变为“0”并稳定在“0”上。如此每次按一下按钮，Q0.0就在“0”和“1”之间切换一次，形成双稳态信号。
这一段程序中使用的指令是所有PLC系统都支持的基本的指令，可以说在任何类型的PLC上都可以实现，非常具有代表性，值得借鉴。

2.3 借助于算术运算指令来实现
在数字电路中，如果把输出的“非”端反馈到D触发器的“D”输入端，则每来一个时钟脉冲，D触发器的状态就翻转一次。

图3 利用算术运算指令实现双稳态按钮功能

图3所示的程序借鉴了数字电路中的D触发器的工作原理，按钮I0.0每按下一次，就相当于给触发器的CP端输入一个触发脉冲，相加所得“和”的低位状态就翻转一次，如果Q0.0取自低位，就可得到周期性状态在“0”、“1”之间改变的双稳态信号。为了避免加法的计算结果溢出，判断如果累加到16位整数所能表示的大值32767，就重新开始累加。

3 结束语

文章开始提到的控制阀的两种状态，也可以选用具有保持功能的三位选择开关，这是一种硬件实现方案。当然可以选用本文所述的软件实现方案，殊途同归。但通过软件的方式，却节省了PLC输入点的开销，如果PLC的输入非常紧张，这是一种行之有效的方法，但若是输入点后还绰绰有余，这样做就有画蛇添足之嫌了。
硬件方案、软件方案，很难说究竟何者是佳方案。正如计算机的发展史，如果硬件非常昂贵，那就通过软件来实现这一功能;如果硬件的成本非常低了，何不充分发挥硬件的功能，这样还可以缩短一下程序代码。PLC输入点的问题正是如此，适合的才是佳的。

PLC与触摸屏实现翻页-张庆松
　　
　　 近段时间开发一种机器系统，其中有一项功能是将每天的机器工作数目在触摸屏中显示出来，天数要两年；并且只要输入日期，触摸屏上就可以将任意时间的数目进行统计。我自己设计了一个程序，愿与大家分享。如有问题请指正。
　　
　　画面讲述
　　
　　 本系统用的是OMRON的CQM1H-51的PLC，触摸屏用的是Pro-face的GP577R。其画面如下图1-A所见。
　　图中所示的B1按下后，就可以设置统计日期；设置完后，再按一下B2，就会统计两年内任意日期内的工件数。A1下的是指示数，从1～730，A2下的是年月日，如（030528）指的是03年05月28日。A3即每天的工件数。C1是向上翻页键，C2是向上翻行键，C3是向下翻页键，C4是向下翻行键。
　　

　　地址分布
　　
　　 触摸屏的系统地址从DM500开始。
　　 A1下的数字用的是一个触摸屏中的N标签，其功能如图2-A所示。地址是触摸屏的内部地址区域，我用的是LS2000; N标签上有一个运算，从上到下分别是LS2000+1~LS2000+10。
　　 A2下的数字用的是一个触摸屏中的两位E标签，其功能如图2-B所示。地址是PLC的内部地址区域，我用的是DM1000~1001。从上到下分别是DM1000~DM1018。
　　 A3下的数字用的也是一个触摸屏中的两位E标签，其功能如图2-C所示。地址是PLC的内部地址区域，我用的是DM2000~2001。从上到下分别是DM2000~DM2018。
　　 B1是触摸键，用来设定起始日期和终止日期日期。B2=22915，用来触发统计总的工件数。
　　 C1~C4用的是一个触摸屏中的T标签，其功能如图2-D所示。地址是触摸屏的内部地址区域，C1=LS50102，C2=LS50103，C3=LS50100 ，C4=LS50101。
　　
　　
　　触摸屏程序
　　
　　Pro-face的触摸屏有D-bbbbbb Editor功能，请大家看以下的程序。
　　
　　 ID : 0000
　　 Trigger : Bit Rising ， Edge Bit Address : LS050100
　　 bbbbula :
　　 if ([w:LS1000]<=758)
　　 {[w:LS1000]=[w:LS1000]+2
　　 }
　　 endif
　　 Date Type : BCD Data Length : 16 Bit
　　此程序的是用来向下翻行，即指示值（A1）小于758时，将画面向下翻一行。
　　 ID : 0001
　　 Trigger : Bit Rising ， Edge Bit Address : LS050101
　　 bbbbula :
　　 if ([w:LS1000]<=720)
　　 {[w:LS1000]=[w:LS1000]+40
　　 }
　　 endif
　　 Date Type : BCD Data Length : 16 Bit
　　此程序的是用来向下翻页，即指示值（A1）小于720时，将画面向下翻一页。
　　 ID : 0002
　　 Trigger : Bit Rising ， Edge Bit Address : LS050102
　　 bbbbula :
　　 if ([w:LS1000]>=40)
　　 {[w:LS1000]=[w:LS1000]-40
　　 }
　　 endif
　　 Date Type : BCD Data Length : 16 Bit
　　此程序的是用来向上翻页，即指示值（A1）大于等于40时，将画面向上翻一页。
　　 ID : 0003
　　 Trigger : Bit Rising ， Edge Bit Address : LS050103
　　 bbbbula :
　　 if ([w:LS1000]>=2)
　　 {[w:LS1000]=[w:LS1000]-2
　　 }
　　 endif
　　 Date Type : BCD Data Length : 16 Bit
　　此程序的是用来向上翻行，即指示值（A1）大于等于2时，将画面向上翻一行。
　　 ID : 0004
　　 Trigger : Timer Fn ， Timer Duration : 1
　　 bbbbula :
　　 [w:LS2000]=[w:LS1000]/2
　　 Date Type : BCD Data Length : 16 Bit
　　此程序的显示指示数A1。
　　
　　PLC程序
　　
　　[NETWORK]
　　 Name="calendar"（本段是将每天的日期转换到触摸屏中）
　　[STATEMENTLIST]
　　 LD 253.13
　　 OUT TR0
　　 CMP DM0502 HR92 //DM0502是系统的年
　　 AND NOT 255.06
　　 LD TR0
　　 AND 049.02
　　 OR LD
　　 AND NOT TIM252
　　 AND NOT 049.03AND NOT 049.04
　　 OUT 049.02
　　 TIM 252 #0010
　　 LD TR0
　　 MOV DM0502 HR92
　　 CMP DM0503 HR93 //DM0503是系统的月
　　 AND NOT 255.06
　　 LD TR0
　　 AND 049.03
　　 OR LD
　　 AND NOT TIM253
　　 AND NOT 049.04
　　 OUT 049.03
　　 TIM 253 #0010
　　 LD TR0
　　 MOV DM0503 HR93
　　 CMP DM0504 HR94 //DM0504是系统的日
　　 AND NOT 255.06
　　 OUT 049.04
　　 LD TR0
　　 MOV DM0504 HR94
　　 AND TIM252
　　 LD TR0
　　 AND TIM253
　　 OR LD
　　 LD TR0
　　 AND 049.04
　　 OR LD
　　 OUT TR1
　　 ADD #0002 DM0070 DM0070 //DM0070是指针字
　　 CMP DM0070 #0800
　　 AND 255.05
　　 LD TR1
　　 AND 255.06
　　 OR LD
　　 MOV #0000 DM0070
　　 LD TR1
　　 ADD DM0070 #2000 DM0076 //间接寻址，DM2000
　　 ADD DM0070 #2001 DM0077 //间接寻址，DM2001
　　 ADD DM0070 #1000 DM0074 //间接寻址，DM1000
　　 BSET #0000 *DM0076 *DM0077
　　 MCRO 10 DM0502 DM0626 //子程序入口
　　 XFER #0002 DM0628 *DM0074 //日期写入触摸屏
　　
　　[NETWORK]
　　 Name="count&reset"（本段是程序记数与复位）
　　[STATEMENTLIST]
　　 LD 253.13
　　 OUT TR0
　　 AND 228.10 //触摸屏上清零键
　　 DIFU 080.10
　　 LD TR0
　　 AND 080.10
　　 BSET #0000 DM0066 DM0067 //DM0066~67位计数值
　　 LD TR0
　　 AND 081.15 //计数角度微分
　　 AND HR64.04 //计数角度位置
　　 OUT TR1
　　 INC DM0066 //工件数的低位
　　 AND 255.06
　　 INC DM0067 //工件数的高位
　　 LD TR1
　　 INC *DM0076 //每天工件数的低位
　　 AND 255.06
　　 INC *DM0077 //每天工件数的高位
　　
　　[NETWORK]
　　 Name="Sum"（本段是程序统计）
　　[STATEMENTLIST]
　　 LD 253.13
　　 OUT TR0
　　 AND 229.15 //触摸屏上统计键
　　 DIFU 080.15
　　 LD TR0
　　 AND 080.15
　　 SET HR70.00 //统计开始标志
　　 MCRO 10 DM0602 DM0606 //触摸屏设定起始日期
　　 MCRO 10 DM0612 DM0616 //触摸屏设定终止日期
　　 BSET #0000 DM0080 DM0083 //指针2
　　 LD TR0
　　 AND HR70.00
　　 OUT TR1
　　 ADD DM0080 #2000 DM0086 //间接寻址，DM2000
　　 ADD DM0080 #1000 DM0084 //间接寻址，DM1000
　　 CMPL *DM0084 DM0608
　　 AND 255.05
　　 LD TR1
　　 AND 255.06
　　 OR LD
　　 OUT 048.01
　　 LD TR1
　　 CMPL *DM0084 DM0618
　　 AND 255.07
　　 LD TR1
　　 AND 255.06
　　 OR LD
　　 OUT 048.02
　　 LD TR1
　　 AND 048.01
　　 AND 048.02
　　 ADDL *DM0086 DM0081 DM0081
　　 AND 255.04
　　 INC DM0083
　　 LD TR1
　　 ADD DM0080 #0002 DM0080
　　 CMP DM0080 #0800
　　 AND 255.05
　　 LD TR1
　　 AND 255.06
　　 OR LD
　　 RSET HR70.00
　　 XFER #0003 DM0081 DM0091