PLC 单按钮启停太香了!省成本还简化操作

在工业自动化领域,节省一个按钮意味着减少PLC的输入点数、降低硬件成本和简化操作界面。 单按钮启停控制通过编程巧妙实现了一个按钮交替执行启动和停止命令,成为工程师青睐的实用功能。

西门子S7-1200/1500 PLC提供了多种实现单按钮启停控制的编程方法。 利用位逻辑指令结合PLC的扫描周期特性是最基础的方式之一。 当按钮第一次被按下时,其上升沿在一个扫描周期内触发输出线圈得电并形成自锁,电机启动。 第二次按下时,程序逻辑利用已通电的状态条件解除自锁,使输出线圈失电,电机停止。

使用置位(S)和复位(R)指令是另一种直观的方法。 首次按下按钮时,程序执行置位指令,令输出点持续为1。 再次按下时,程序执行复位指令,使输出点复位为0。 这种方法通常需要一个辅助标志位来记录当前状态,其状态与输出点保持一致,并在程序中用于判断。

计数器指令是实现此功能的经典思路。 按钮每次被按下,计数器当前值加1。 通过比较指令判断计数器的值:若为1则启动输出,若为2则停止输出并将计数器复位,从而实现循环计数与控制。

加法指令也可用于实现类似功能。 每次按下按钮,将一个存储字(如VW4)与1相加,结果存回原处。 随后将该存储字的值与1进行比较,若相等则启动电机,否则停止电机。

SR触发器(置位优先型)和RS触发器(复位优先型)是另一种解决方案。 以置位优先型SR触发器为例,按钮的上升沿同时送至S和R端,但由于S端置位优先,首次按下时输出被置位并启动。 再次按下时,虽S和R端同时收到信号,但输出状态会根据优先权发生改变。

异或指令提供了简洁的编程方式。 其逻辑是:输出状态等于“按钮上升沿”信号与“当前输出状态”进行异或运算的结果。 首次按下时两者不同,输出为1(启动)。 再次按下时两者相同,输出为0(停止)。

字移位指令(如右移指令)通过移位操作改变特定位的状态来实现控制。 例如,将一个字初始值设为1,每次按钮按下时循环右移1位,通过检测特定位(如最低位)是1还是0来决定输出的启停。

使用SCL(结构化控制语言)等高级语言编写,逻辑更清晰灵活。 程序通常先获取按钮的上升沿信号,然后利用一个布尔型状态标志(如xRunFlag)进行判断:若电机未运行且按钮有上升沿,则启动电机并置位标志位;若电机已运行且按钮有上升沿或出现故障(如热继电器动作),则停止电机并复位标志位。

分频器思路是将按钮信号进行二分频,输出脉冲的占空比为50%。 这意味着每按两次按钮,输出才完成一个周期的变化(一次高电平,一次低电平),取输出的高电平作为启动信号,低电平作为停止信号,间接实现单按钮启停。

不同的编程方法各有其特点和适用场景。 位逻辑指令法程序简单但需理解扫描周期。 计数器法直观但需处理计数器复位。 置位复位法思路直接但常需辅助标志。 高级指令法如异或或移位代码简洁。 SCL语言法则灵活且可读性强,适合复杂逻辑。

实施单按钮控制时需注意按钮防抖处理,通常PLC的输入滤波时间设置可有效解决机械按钮抖动问题。 若用于控制电机等重要设备,必须考虑安全逻辑,如加入过载保护(热继电器)信号,故障时能立即停止输出,确保系统安全。

单按钮控制的应用不仅限于简单的电机启停,还能扩展至多状态控制。 例如,通过计数器与比较指令配合,可以实现按一次按钮灯亮,按两次两灯全亮,按三次全部熄灭的循环功能。 甚至可以实现按一下按钮启动闪烁,再按一下停止的复杂功能。

这种控制方式在安装空间受限、需要降低硬件成本或简化操作界面时显得尤为实用。