小车控制程序设计优化方式

（1）控制要求

3.1.2节给出了三相异步电动机正反转控制的主电路、PLC外部接线图和梯形图程序。

图5-3是在异步电动机正反转控制的基础上设计的小车控制系统的PLC外部接线图。开始时小车停在左边，左限位开关SQ1的常开触点闭合。要求按下列顺序控制小车：

1）按下右行起动按钮SB2，小车右行。

2）走到右限位开关SQ2处停止运动，延时8s后开始左行。

3）回到左限位开关SQ1处时停止运动。

图5-4是小车控制系统的梯形图程序。下面介绍硬件、软件设计中需要注意的一些问题。

图5-3 PLC的外部接线图

图5-4 梯形图

（2）确定PLC的输入、输出信号(www.xing528.com)

设计控制系统梯形图时，首先应确定PLC的输入信号和输出信号。3个按钮提供操作人员的指令信号，热继电器和限位开关的常开触点是反馈信号，它们都是PLC的输入信号。两个交流接触器的线圈是PLC的输出负载。

画出PLC的外部接线图后，同时也确定了外部输入/输出信号与PLC内的过程映像输入/输出位的地址之间的关系。

（3）按钮连锁

为了方便操作和保证KM1和KM2不会同时动作，在图5-4中设置了“按钮联锁”，即将正转起动按钮I0.0的常闭触点与控制反转的Q4.1的线圈串联，将反转起动按钮I0.1的常闭触点与控制正转的Q4.0的线圈串联。设Q4.0的线圈通电，电动机正转。这时如果想改为反转，可以不按停止按钮I0.2，直接按反转起动按钮I0.1，它的常闭触点断开，使Q4.0的线圈断电。同时I0.1的常开触点接通，使Q4.1的线圈得电，电动机由正转变为反转。

（4）硬件互锁电路

由图5-3中的主回路可知，如果KM1和KM2的主触点同时闭合，将会造成三相电源相间短路的故障。梯形图用Q4.0和Q4.1的常闭触点组成软件互锁电路，它们只能保证输出模块与Q4.0和Q4.1对应的硬件继电器的常开触点不会同时接通。

如果没有图5-3输出电路中的硬件互锁电路，从正转马上切换到反转时，由于切换过程中电感的延时作用，可能会出现原来接通的接触器的主触点还未断弧，另一个接触器的主触点已经合上的现象，从而造成交流电源瞬间短路的故障。

此外，如果没有硬件互锁电路，并且因为主电路电流过大或接触器质量不好，某一接触器的主触点被断电时产生的电弧熔焊而被黏结，其线圈断电后主触点仍然是接通的。这时如果另一个接触器的线圈通电，也会造成交流电源短路。为了防止出现上述情况，应在PLC外部设置由KM1和KM2的辅助常闭触点组成的硬件互锁电路（见图5-3）。假设KM1的主触点被电弧熔焊，这时它的与KM2线圈串联的辅助常闭触点处于断开状态，因此KM2的线圈不可能得电。这种互锁电路可以有效地防止电源短路故障。

（5）小车控制系统的程序设计

在异步电动机正反转控制电路的基础上设计的满足上述要求的梯形图如图5-4所示。在控制右行的Q4.0的线圈回路中串联了I0.4的常闭触点，小车走到右限位开关SQ2处时，I0.4的常闭触点断开，使Q4.0的线圈断电，小车停止右行。同时I0.4的常开触点闭合，T0的线圈通电，开始定时。8s后定时时间到，T0的常开触点闭合，使Q4.1的线圈通电并自保持，小车开始左行。离开限位开关SQ2后，I0.4的常开触点断开，T0因为其线圈断电而被复位，其常开触点断开。小车运行到左边的起始点时，左限位开关SQ1的常开触点闭合，I0.3的常闭触点断开，使Q4.1的线圈断电，小车停止运动。

在梯形图中（见图5-4），保留了左行起动按钮I0.1和停止按钮I0.2的触点，使系统有手动操作的功能。串联在起保停电路中的限位开关I0.3和I0.4的常闭触点可以防止手动时小车的运动超限。