三菱FX2N系列PLC有上升沿微分PLS和下降沿微分PLF兩個指令，也稱為脈沖輸出指令。其功能是當驅(qū)動信號的上升沿／下降沿到來時，操作元件接通一個掃描周期，產(chǎn)生一個寬度為一個掃描周期的脈沖輸出信號。利用這兩個脈沖指令可將一個方波信號變成兩個脈沖信號，巧妙利用它可以實現(xiàn)單一信號對多個設(shè)備或單設(shè)備多動作的控制，以軟件的合理設(shè)計減少硬件設(shè)備數(shù)量，節(jié)省投資。

1 設(shè)計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SB1(X0)第一次按下時，M0接通一個掃描周期。由于PLC的工作方式是不斷循環(huán)的掃描工作方式，在CPU從上到下的第一個掃描周期里，M1和Y1都不能接通，第一個掃描周期結(jié)束時Y0接通，燈D1亮；在第二個掃描周期里，雖然Y0的常開觸點閉合，但M0卻又斷開了，因此M1和Y1仍不能接通。直到SB1(X0)第二次按下時，M0又接通一個掃描周期，由于Y0已經(jīng)接通，M0使Y1接通，燈D1，D2，D3，D4亮，接下來的一個掃描周期里，雖然Y1常開觸點閉合，但是M0又斷開了，M1仍不通。第三次按下SB1(X0)時，M0又接通一個掃描周期，因Y1常開觸點閉合使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行的方式：在執(zhí)行過程中，如果一個繼電器的線圈通電，則繼電器的所有常開和常閉觸點無論在控制線路的什么位置都會立即動作，即常開觸點閉合、常閉觸點斷開。PLC執(zhí)行梯形圖程序時采用“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的工作過程中，如果某一個軟繼電器的線圈接通，該線圈的所有常開和常閉觸點并不一定都會立即動作，只有CPU掃描到該觸點時才會動作。

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)果會對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)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。

2 設(shè)計某賓館洗手間的自動沖水控制程序

要求：當有人進去時，光電開關(guān)使X0接通，3s后Y0接通，使控制閥打開沖水，沖水時間為2S；使用者離開后，再一次沖水，時間為3 s。

設(shè)計如下：

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。控制梯形圖如圖5所示。原理為：當有人時，上升沿微分指令PLS捕捉光電開關(guān)X0的上升沿信號，將其變換為脈沖信號置于內(nèi)部輔助繼電器M0，M0啟動計時器T0開始計時(M2自鎖)，3 S后接通M0通過輸出繼電器Y0啟動開關(guān)沖水，同時啟動T1計時，2 S后T1中斷T0回路，M0中斷，Y0中斷，開關(guān)斷電停止沖水。人離開后，下降沿微分指令PLF捕捉光電快關(guān)X0的下降沿信號，將其變換為脈沖信號置于內(nèi)部輔助繼電器M1，M1接通M11，M11，接通Y0啟動開關(guān)沖水，同時計時器T2開始計時，2 S后，T2斷開M11，Y0中斷，開關(guān)斷電停止沖水。

圖4 洗手間自動沖水控制的輸入／輸出波形圖

圖5 洗手間自動沖水控制梯形圖

3 結(jié)語

本文通過兩個應(yīng)用案例的解決方案，闡明了在深刻領(lǐng)會PLC的“串行”循環(huán)掃描工作方式的基礎(chǔ)上，巧妙地設(shè)計利用三菱FX2N系列PLC有上升沿微分PLS和下降沿微分PI。F兩個微分指令，實現(xiàn)單一信號對多個設(shè)備、或單信號對單設(shè)備多動作的控制，以軟件的合理設(shè)計減少硬件設(shè)備數(shù)量，節(jié)省投資。三個應(yīng)用案例程序設(shè)計成功的關(guān)鍵是：

(1)深刻理解和領(lǐng)會PLC執(zhí)行梯形圖程序時采用的“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的工作過程中，如果某一個軟繼電器的線圈接通，該線圈的所有常開和常閉觸點并不一定都會立即動作，只有CPU掃描到該觸點時才會動作。

(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)果會對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)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。