陳　康

計數(shù)器是PLC編程系統(tǒng)中常用的編程元件。在三菱FX2N系列PLC中，計數(shù)器分為16位加計數(shù)器和32位加，減計數(shù)器兩種。32位加，減計數(shù)器共有35個，編號為C200～C234，由特殊輔助繼電器M8200～M8234設(shè)定計數(shù)狀態(tài)。當特殊輔助繼電器為ON時，對應(yīng)的計數(shù)器為減計數(shù)狀態(tài)，計數(shù)器線圈接受一次上升沿信號，計數(shù)器當前值減一：反之為加計數(shù)狀態(tài)。這樣，在編程時不僅要注意計數(shù)信號的產(chǎn)生，還要注意與計數(shù)器相對應(yīng)的特殊輔助繼電器的狀態(tài)，如何靈活地使用加／減計數(shù)器進行編程是PLC教學(xué)過程中的難點之一。

我們在教學(xué)中采取循序漸進的教學(xué)方法，以貼近生活的實例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生由簡入繁不斷完善控制要求，逐步完成程序。通過程序的編寫指導(dǎo)學(xué)生初步了解功能指令的基本使用方法并掌握定時器、計數(shù)器的綜合應(yīng)用。

一、自動售熱飲機控制程序的控制要求

一是可投入1元硬幣及0.5元硬幣，當累計投幣達3元時，足額指示燈L1亮，提示可以購買熱飲。此時，按下取飲料按鈕，交易成功，開始出飲料，同時足額指示燈閃爍，5秒鐘后，停止出飲料，足額指示燈熄滅，交易過程結(jié)束，系統(tǒng)恢復(fù)待機狀態(tài)。

二是若累計投幣超過三元，則足額指示燈熄滅，超萄指示燈亮，超額狀態(tài)下，取飲料按鈕無效，無法交易。

三是交易完成前，在不足額、足額、超額等狀態(tài)下均可退幣。

四是為調(diào)試程序方便，設(shè)置手動復(fù)位鍵。

退幣方式如下：

按1元退幣按鈕一次，1元面額硬幣退幣一次。

長按1元退幣按鈕3秒后，開始1元面額持續(xù)退幣，松于按鈕后，退幣停止。若余額不足1元，則退0.5元。

按0.5元退幣按鈕一次，0.5元面額硬幣退幣一次。

長按1元退幣按鈕3秒后，開始1元面額持續(xù)退幣，松于按鈕后，退幣停止。

*注：若要實現(xiàn)超額狀態(tài)下的購物，需要使用較復(fù)雜的功能指令來完成，故本程序暫不涉及，歡迎感興趣的讀者聯(lián)系交流。退幣部分只要求編寫計數(shù)環(huán)節(jié)即可，不必考慮輸出問題。

二、1/0分配及工作示意圖

三、編程過程

為簡化編程過程，從最基本的控制要求開始編寫，逐步完善程序，直到形成符合控制要求的控制程序。

1、實現(xiàn)雙面額投幣及足額顯示

使用計數(shù)器對投幣口的信號進行計數(shù)，當累計達到3元時引發(fā)相應(yīng)的動作。由控制要求可知：若只投入0.5元硬幣，則投入6枚硬幣，即計數(shù)6時，達到足額；若只投入1元硬幣，則投入3枚硬幣，即計數(shù)3時即可達到足額。題目要求必須能夠?qū)崿F(xiàn)兩種硬幣的混投，所以我們只能使用一個計數(shù)器對兩個投幣口的信號進行計數(shù)。我們注意到只要使投入1元硬幣時產(chǎn)生2次計數(shù)信號即可實現(xiàn)足額時計數(shù)6，剛好與0.5元面額投幣相一致，所以，投幣部分程序如圖3。

圖3中，1元投幣口的上升沿與下降沿分別產(chǎn)生一個計數(shù)信號，即投幣一次計數(shù)2；0.5元投幣口每次投幣只產(chǎn)生一個計數(shù)信號，即投幣一次計數(shù)1，無論以何種次序投幣，當計數(shù)6時即表示投幣足額。另，一次投幣實現(xiàn)兩次計數(shù)也可用其他方式(如利用定時器及脈沖信號)實現(xiàn)(見圖4)。

足額時，足額指示燈顯示可通過下述程序?qū)崿F(xiàn)：

足額時，計數(shù)器C200當前值=預(yù)設(shè)值，C200觸點動作，足額顯示Y2得電。

2、購買過程的程序?qū)崿F(xiàn)

足額狀態(tài)下方可購買，購買過程中，足額指示燈閃爍，交易完成后，計數(shù)器復(fù)位，系統(tǒng)恢復(fù)待機狀態(tài)。程序如圖5。

足額(Y2)得電狀態(tài)下，按下購買按鈕(X22)，Y3得電，自鎖，開始購買。同時利用Y3常開觸點實現(xiàn)以下控制(1)對C200進行復(fù)位。(2)使定時器T3線圈得電開始計時(3)通過M8013(1秒時鐘脈沖)控制Y2閃爍。5秒鐘后，T3常閉觸電動作，Y3線圈失電，交易結(jié)束，系統(tǒng)恢復(fù)待機狀態(tài)。

3、超額的程序?qū)崿F(xiàn)

足額后繼續(xù)投幣將進入超額狀態(tài)，超額狀態(tài)下，足額指示燈熄滅，超額指示燈亮，購買按鈕失效。程序如圖6所示。

使用比較指令DCMP對C200當前值和常數(shù)K6進行比較，比較結(jié)果用M6～M8表示。當C200)K6時，M6得電，M6常開觸點閉合，Y4線圈得電，超額指示燈亮，同時Y4常閉觸點斷開，Y2失電。

4、單枚退幣的程序?qū)崿F(xiàn)

與投幣類似，要求退1元面額硬幣時計數(shù)器當前值減2，退0.5元面額硬幣時計數(shù)器當前值減1，計數(shù)器當前值減為0后，退幣鍵失效。程序如圖7所示。

使用比較指令DCMP對C200當前值和常數(shù)KO進行比較，比較結(jié)果用MO表示。當C200>KO時MO得電，常開觸點閉合，保證減計數(shù)信號可傳送到C200線圈。

特殊輔助繼電器M8200使用X24、X25、M21的常開觸點控制，保證退幣時M8200處于得電狀態(tài)，計數(shù)器C200減計數(shù)。M21常開觸點是為了保證M22下降沿時仍能減計數(shù)。

5、連續(xù)退幣的程序?qū)崿F(xiàn)

對上述單枚退幣程序稍作修改即可得連續(xù)退幣程序如圖8所示。

按下退幣按鈕超過3秒鐘，則開始自動退幣，松開按鈕或余額為0時，停止退幣。

以上分步對控制要求進行了程序?qū)崿F(xiàn)，整合后完整程序如圖9所示。

本例雖與實際購物機控制功能仍有差距，但較為完善的表現(xiàn)了計數(shù)器指令與其他指令的綜合應(yīng)用，有助于學(xué)生深入理解本課題內(nèi)容。

(作者單位：山東省淄博市技術(shù)學(xué)院)