PC梯形图的四种设计方法

本文介绍了PC梯形图的四种设计方法，除此之外，还有其他一些方法，如经验法。在系统设 计中对不同的环节，可根据具体情况，采用不同的设计方法。通常在全局上采用程序框图及功能模块方法设计；在旧设备改造中，采用替代法设计；在局部或具体功能的程序设计上，采用逻辑代数法和经验法。

一、替代设计法

所谓替代设计法，就是用PC机的程序，替代原有的继电器逻辑控制电路。它的基本思想是： 将原有电气控制系统输入信号及输出信号做为PC的I/O点，原来由继电器—接触器硬件完成的逻辑控制功能由PC机的软件—梯形图及程序替代完成。

例如，电动机正反转控制电路，原电气控制线路图如图1所示。由PC控制替代后，其I/O接线 图和梯形图分别如图2、3所示。

图1　继电器控制线路图

图2　PC I/O接线图

图3　PC梯形图

这种方法，其优点是程序设计方法简单，有现成的电气控制线路作依据，设计周期短。一般 在旧设备电气控制系统改造中，对于不太复杂的控制系统常采用。

二、逻辑代数设计法

由于电气控制线路与逻辑代数有一一对应的关系，因此对开关量的控制过程可用逻辑代数式 表示、分析和设计。

基本设计步骤如下：

1、根据控制要求列出逻辑代数表达式。

2、对逻辑代数式进行化简。

3、根据化简后的逻辑代数表达式画梯形图。

下面举一简单例子来具体说明。

某一电动机只有在三个按钮中任何一个或任何两个动作时，才能运转，而在其他任何情况下 都不运转，试设计其梯形图。

将电动机运行情况由PC输出点0500来控制，三个按钮分别对应PC输入地址为A、B、C。根据题意，三个按钮中任何一个动作，PC的输出点0500就有输出。其逻辑代数表达式为

　　当三个按钮中有任何两个动作时，输出点0500的逻辑代数表达式为

　　因两个条件是“或”关系，所以电动机运行条件应该为

简化该式得　

　　根据逻辑代数表达式，画梯形图，如图4所示。

图　4

　　利用这种方法设计，最大的特点是可以把很多的逻辑关系最简化。
当然出于可靠和安全性角度考虑的冗余设计是另外一个问题。

三、程序流程图设计法

PC采用计算机控制技术，其程序设计同样可遵循软件工程设计方法，程序工作过程可用流程 图表示。由于PC的程序执行为循环扫描工作方式，因而与计算机程序框图不同点是，PC程序框图在进行输出刷新后，再重新开始输入扫描，循环执行。
下面以全自动洗衣机控制为例，说明这种设计方法的应用。
首先画出洗衣机工艺流程图，如图5所示。

图5　洗衣机工艺流程图

　　第二步选择PC机型，设置I/O点编号。其I/O点编号分配如下：
I/O点分配　　　　计时/计数器分配
00起动开关　　　 T600正转计时
01停止开关　　　 T601暂停计时
02手动排水开关　 T602反转计时
03高水位开关　　 T603暂停计时
04低水位开关　　 T604脱水计时
20起动洗衣机　　 T605报警计时
21进水　　　　　 C606洗涤次数
22正转洗涤　　　 C607脱水次数
23反转洗涤
25排水
26脱水
27停止、报警
第三步，根据流程图，设计梯形图，如图6所示

图6　洗衣机梯形图

四、功能模块设计法

根据模块化设计思想，可对系统按控制功能进行模块划分，依次对各控制的功能模块设计梯 形图。
例如，在PC电梯控制系统中，对电梯控制按功能可分为：厅门开关控制模块，选层控制模块，电梯运行控制模块，呼梯显示控制模块等。按电梯功能进 行梯形图设计，可使电梯相同功能的程序集中在一起，程序结构清晰，便于调试，还可以根 据需要灵活增加其他控制功能。
当然，在设计中要注意模块之间的互相影响时、时序关系，以及联锁指令的使用条件。同一 种控制功能可有不同的软件实现方法，应根据具体情况采用简单实用的方案，并应充分利用 不同机型所提供的编程指令，使程序尽量简洁。