三菱FX2N系列PLC有上升沿微分PLS和下降沿微分PLF兩個(gè)指令，也稱(chēng)為脈沖輸出指令。其功能是當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿／下降沿到來(lái)時(shí)，操作元件接通一個(gè)掃描周期，產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)掃描周期的脈沖輸出信號(hào)。利用這兩個(gè)脈沖指令可將一個(gè)方波信號(hào)變成兩個(gè)脈沖信號(hào)，巧妙利用它可以實(shí)現(xiàn)單一信號(hào)對(duì)多個(gè)設(shè)備或單設(shè)備多動(dòng)作的控制，以軟件的合理設(shè)計(jì)減少硬件設(shè)備數(shù)量，節(jié)省投資。

1 設(shè)計(jì)用單按鈕控制兩檔發(fā)光吊燈的控制程序

兩檔發(fā)光吊燈布置如圖1所示。

圖1 兩檔發(fā)光吊燈示意圖

第二次按下，燈D1，D2，D3，D4亮；按鈕(SB1)第三次按下，燈全部熄滅。

設(shè)計(jì)如下：

(1)采用FX2N型PLC，I／O地址分配如圖2所示(I／O接線圖)，按鈕SB1接于X0，燈D1接于Y0，由于燈功率不大，D2，D3，D4采用PLC外部并聯(lián)后接于Y1，以簡(jiǎn)化控制程序和接線；

圖2 I／O接線圖

(2)控制程序及輸出波形分析如圖3所示。

圖3 單按鈕控制兩檔發(fā)光吊燈的控制程序

工作原理：

當(dāng)SB1(X0)第一次按下時(shí)，M0接通一個(gè)掃描周期。由于PLC的工作方式是不斷循環(huán)的掃描工作方式，在CPU從上到下的第一個(gè)掃描周期里，M1和Y1都不能接通，第一個(gè)掃描周期結(jié)束時(shí)Y0接通，燈D1亮；在第二個(gè)掃描周期里，雖然Y0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，但M0卻又?jǐn)嚅_(kāi)了，因此M1和Y1仍不能接通。直到SB1(X0)第二次按下時(shí)，M0又接通一個(gè)掃描周期，由于Y0已經(jīng)接通，M0使Y1接通，燈D1，D2，D3，D4亮，接下來(lái)的一個(gè)掃描周期里，雖然Y1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，但是M0又?jǐn)嚅_(kāi)了，M1仍不通。第三次按下SB1(X0)時(shí)，M0又接通一個(gè)掃描周期，因Y1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合使M，接通，切斷Y0和Y1，燈D1，D2，D3，D4全部熄滅。

該程序設(shè)計(jì)的成功與否，不但要巧妙應(yīng)用PLC的微分指令，更要深刻領(lǐng)會(huì)PLC的循環(huán)掃描工作方式。PLC的循環(huán)掃描工作方式與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)有明顯的不同，繼電器控制裝置采用邏輯并行運(yùn)行的方式：在執(zhí)行過(guò)程中，如果一個(gè)繼電器的線圈通電，則繼電器的所有常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)無(wú)論在控制線路的什么位置都會(huì)立即動(dòng)作，即常開(kāi)觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。PLC執(zhí)行梯形圖程序時(shí)采用“串行”工作方式，即CPU從上到下、從左到右、一行一行地順序掃描執(zhí)行。在PLC的工作過(guò)程中，如果某一個(gè)軟繼電器的線圈接通，該線圈的所有常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)并不一定都會(huì)立即動(dòng)作，只有CPU掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。

因此，程序執(zhí)行結(jié)果與梯形圖的順序至關(guān)重要。排在上面的指令，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的指令起作用。相反，排在下面的指令，其被刷新的線圈狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。

2 設(shè)計(jì)某賓館洗手間的自動(dòng)沖水控制程序

要求：當(dāng)有人進(jìn)去時(shí)，光電開(kāi)關(guān)使X0接通，3s后Y0接通，使控制閥打開(kāi)沖水，沖水時(shí)間為2S；使用者離開(kāi)后，再一次沖水，時(shí)間為3 s。

設(shè)計(jì)如下：

根據(jù)任務(wù)的控制要求，繪制輸入X0與輸出Y0的波形關(guān)系，如圖4所示?？刂铺菪螆D如圖5所示。原理為：當(dāng)有人時(shí)，上升沿微分指令PLS捕捉光電開(kāi)關(guān)X0的上升沿信號(hào)，將其變換為脈沖信號(hào)置于內(nèi)部輔助繼電器M0，M0啟動(dòng)計(jì)時(shí)器T0開(kāi)始計(jì)時(shí)(M2自鎖)，3 S后接通M0通過(guò)輸出繼電器Y0啟動(dòng)開(kāi)關(guān)沖水，同時(shí)啟動(dòng)T1計(jì)時(shí)，2 S后T1中斷T0回路，M0中斷，Y0中斷，開(kāi)關(guān)斷電停止沖水。人離開(kāi)后，下降沿微分指令PLF捕捉光電快關(guān)X0的下降沿信號(hào)，將其變換為脈沖信號(hào)置于內(nèi)部輔助繼電器M1，M1接通M11，M11，接通Y0啟動(dòng)開(kāi)關(guān)沖水，同時(shí)計(jì)時(shí)器T2開(kāi)始計(jì)時(shí)，2 S后，T2斷開(kāi)M11，Y0中斷，開(kāi)關(guān)斷電停止沖水。

圖4 洗手間自動(dòng)沖水控制的輸入／輸出波形圖

圖5 洗手間自動(dòng)沖水控制梯形圖

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)兩個(gè)應(yīng)用案例的解決方案，闡明了在深刻領(lǐng)會(huì)PLC的“串行”循環(huán)掃描工作方式的基礎(chǔ)上，巧妙地設(shè)計(jì)利用三菱FX2N系列PLC有上升沿微分PLS和下降沿微分PI。F兩個(gè)微分指令，實(shí)現(xiàn)單一信號(hào)對(duì)多個(gè)設(shè)備、或單信號(hào)對(duì)單設(shè)備多動(dòng)作的控制，以軟件的合理設(shè)計(jì)減少硬件設(shè)備數(shù)量，節(jié)省投資。三個(gè)應(yīng)用案例程序設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵是：

(1)深刻理解和領(lǐng)會(huì)PLC執(zhí)行梯形圖程序時(shí)采用的“串行”工作方式，即CPU從上到下、從左到右、一行一行地順序掃描執(zhí)行。在PLC的工作過(guò)程中，如果某一個(gè)軟繼電器的線圈接通，該線圈的所有常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)并不一定都會(huì)立即動(dòng)作，只有CPU掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。

(2)應(yīng)用到上升沿微分PLS和下降沿微分PLS指令的控制程序與梯形圖的順序至關(guān)重要。排在上面的指令，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的指令起作用。相反．排在下面的指令，其被刷新的線圈狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。