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1 引言

____在機床的控制中，經(jīng)常遇到類似如工件的夾緊/放松，冷卻液的啟動/停止，頂針的前進/后退等等的操作。對于這類動作，操作者往往希望通過一個按鈕來實現(xiàn):按一下按鈕，工件夾緊;再按一下按鈕，工件放松;再按一下按鈕，工件又夾緊;如此循環(huán)往復(fù)。把這樣的按鈕稱為雙穩(wěn)態(tài)按鈕，即有兩種穩(wěn)定狀態(tài):接通和斷開，而且兩種狀態(tài)都能保持。在數(shù)控系統(tǒng)中，機床控制面板上一般會提供一些按鍵供用戶自由定義，但按鍵的數(shù)量往往是非常有限的，所以對按鍵的分配不得不斟酌再三。如果在PLC程序中把按鍵做成雙穩(wěn)態(tài)的，一個按鍵身兼二職，就會使許多問題迎刃而解了。可見，PLC程序把按鈕做成雙穩(wěn)態(tài)，還可以節(jié)省輸入點的數(shù)量，這樣在經(jīng)濟上也是很合算的。

2 構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)按鈕的三種方法

____在PLC程序中構(gòu)造雙穩(wěn)態(tài)按鈕，有多種實現(xiàn)的方案，現(xiàn)在就介紹其中的三種方法。

2.1 通過SET和RESET指令來實現(xiàn)

圖1 通過SET和RESET指令來實現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)按鈕功能

____圖1程序中，當?shù)谝淮伟聪掳粹oI0.0，此時第一條支路因串聯(lián)的M0.1為常閉點，而使M0.0接通條件滿足置位。第二條支路的執(zhí)行條件不滿足，暫且不去理會。再看第三條支路，假設(shè)持續(xù)按著按鈕不釋放，因支路中串聯(lián)進I0.0的常閉點而使接通條件不滿足，直到釋放按鈕I0.0，因串聯(lián)的M0.0已經(jīng)置位，從而使M0.1和Q0.0輸出保持為“1”。當?shù)诙伟聪掳粹oI0.0時，因為M0.0的狀態(tài)為“1”，第一條支路執(zhí)行條件不滿足，第三條支路因I0.0的按下而使M0.1和Q0.0輸出為“0”，M0.1由“1”變?yōu)椤?”產(chǎn)生一個下降沿，使M0.0復(fù)位為“0”，從而使M0.1和Q0.0的“0”狀態(tài)得以保持，即使釋放按鈕I0.0以后。之后對按鈕I0.0的操作，又重復(fù)上述過程。可見，得到的是一個雙穩(wěn)態(tài)按鈕。

2.2 利用PLC基本邏輯指令來實現(xiàn)
____PLC程序是按照一定的PLC掃描周期循環(huán)往復(fù)地的執(zhí)行程序代碼。在每一個PLC掃描周期內(nèi)，先讀入輸入映像區(qū)內(nèi)的信號狀態(tài)，然后執(zhí)行用戶程序，最后刷新輸出映像區(qū)的信號狀態(tài)。用戶程序的執(zhí)行是按照代碼的先后順序自上往下依次執(zhí)行的。

圖2 利用PLC基本邏輯指令來實現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)按鈕功能

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____圖2程序中正是充分利用了PLC程序的執(zhí)行的特點，現(xiàn)在分析一下它的工作過程。按一下按鈕，使I0.1變?yōu)椤?”，在第一個PLC掃描周期內(nèi)，M0.0變?yōu)椤?”，M0.1變?yōu)椤?”，M0.1等于“1”會使M0.0變?yōu)椤?”，但M0.0的狀態(tài)變化要到下一個PLC掃描周期才會執(zhí)行，可見M0.0是寬度為1個PLC掃描周期的脈沖信號。因為M0.0等于“1”，這樣會使原來狀態(tài)為“0”的Q0.0變?yōu)椤?”。從第二個PLC掃描周期起，不論I0.1變?yōu)椤?”或保持為“1”，M0.0變?yōu)椤?”并穩(wěn)定在“0”上，這樣Q0.0通過M0.0常閉點與Q0.0常開點串聯(lián)的支路保持為“1”狀態(tài)。再按一下按鈕，M0.0又產(chǎn)生寬度為1個PLC掃描周期的脈沖信號，這個脈沖信號使原來狀態(tài)為“1”的Q0.0變?yōu)椤?”并穩(wěn)定在“0”上。如此每次按一下按鈕，Q0.0就在“0”和“1”之間切換一次，形成雙穩(wěn)態(tài)信號。
這一段程序中使用的指令是所有PLC系統(tǒng)都支持的最基本的指令，可以說在任何類型的PLC上都可以實現(xiàn)，非常具有代表性，值得借鑒。

2.3 借助于算術(shù)運算指令來實現(xiàn)
____在數(shù)字電路中，如果把輸出的“非”端反饋到D觸發(fā)器的“D”輸入端，則每來一個時鐘脈沖，D觸發(fā)器的狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次。

圖3? 利用算術(shù)運算指令實現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)按鈕功能

____圖3所示的程序借鑒了數(shù)字電路中的D觸發(fā)器的工作原理，按鈕I0.0每按下一次，就相當于給觸發(fā)器的CP端輸入一個觸發(fā)脈沖，相加所得“和”的最低位狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次，如果Q0.0取自最低位，就可得到周期性狀態(tài)在“0”、“1”之間改變的雙穩(wěn)態(tài)信號。為了避免加法的計算結(jié)果溢出，判斷如果累加到16位整數(shù)所能表示的最大值32767，就重新開始累加。

3? 結(jié)束語

____文章開始提到的控制閥的兩種狀態(tài)，也可以選用具有保持功能的三位選擇開關(guān)，這是一種硬件實現(xiàn)方案。當然可以選用本文所述的軟件實現(xiàn)方案，殊途同歸。但通過軟件的方式，卻節(jié)省了PLC輸入點的開銷，如果PLC的輸入非常緊張，這是一種行之有效的方法，但若是輸入點最后還綽綽有余，這樣做就有畫蛇添足之嫌了。
硬件方案、軟件方案，很難說究竟何者是最佳方案。正如計算機的發(fā)展史，如果硬件非常昂貴，那就通過軟件來實現(xiàn)這一功能 ____;如果硬件的成本非常低了，何不充分發(fā)揮硬件的功能，這樣還可以縮短一下程序代碼。PLC輸入點的問題正是如此，適合的才是最佳的。