刘东海，黄永杰

(广西职业技术学院，南宁530226)

浅析PLC教学中停止按钮与输入软元件使用的误区

刘东海，黄永杰

(广西职业技术学院，南宁530226)

文章以PLC教学中常见的电机启停控制实例为例，指出了PLC教学中关于停止按钮与输入软元件的使用存在与实际工程安全要求不相符的教学误区，此误区可能导致实际应用上的安全隐患。并从工程实际出发，给出了工程上的正确做法及消除安全隐患的详细分析。希望引起初涉PLC课程教学的同行对类似情况的重视，使PLC教学更贴近工程实际。

PLC；常开触点；常闭触点；梯形图

0 前言

近期参加了一个电气自动化技术专业的国培项目。此次培训引入了企业工程案例，通过企业案例实践反思以前的PLC教学，发现教学中关于停止按钮与输入软元件使用的一个教学误区。如果学生工作后将其带入实际工程可能导致安全隐患。这个问题在很多PLC教材中没有阐述清楚，一些像我一样初涉PLC课程教学的教师在授课中也没有向学生作明确的解释。因此，在此分析停止按钮与输入软元件使用误区的成因和工程上的正确做法，希望引起同行的重视。

1 停止按钮与梯形图输入软元件使用的教学误区

为便于叙述，在此以三菱FX2N系列PLC为例。一般而言PLC外部的输入电路与梯形图中对应的触点是通过输入过程映像寄存器联系起来的。在PLC循环扫描输入处理阶段，会读取输入端子外部输入电路的通/断状态，以此来确定输入过程映像寄存器的1/0状态。具体而言，当外部输入电路接通有电流流经PLC输入端子X1时，与此输入端子对应的输入过程映像寄存器为1状态，梯形图中对应的X001常开触点接通，常闭触点断开；当输入端子X1的外部输入电路断开时，没有电流流经X1输入端子，与之对应的输入过程映像寄存器为0状态，梯形图中X001的常开触点断开，常闭触点闭合。如图1所示的电机启停控制程序在初学PLC编程时因其易于学生理解接受而在众多PLC教材中出现，也因此成为多数PLC课程教师教学时使用的例子。根据图1的程序，要实现电机的启停控制，实验时通常会把PLC的外部输入线路连接成图2所示的情况，从图可以看出SB1启动按钮、SB2停止按钮均为常开触点。这种停止按钮在梯形图中用常闭触点，外部输入线路中使用常开触点的用法基本成为学生的习惯用法。直至整个PLC课程学习的结束，一些授课教师和多数教材都没有向学生说明这种用法在工程上是存在安全隐患的。

图1 电机启停控制梯形图程序

图2 电机启停控制PLC接线图

下面我们来分析正常情况下启停控制情况。按照图1程序和图2接线方式是能实现电机的启动和停止控制的。启动时，按下启动按钮SB1，X1输入端因回路形成而有电流，与X1关联的输入过程映像寄存器为“1”状态，图1中的X001常开触点闭合；此时因SB2未按下，PLC的X2输入端未能形成回路而没有电流流过，与X2关联的输入过程映像寄存器状态为“0”，从而图1中的X002常闭触点保持闭合状态。如此，左母线到Y000输出点之间形成了通路，Y000产生输出并自锁，它所控制的电机启动并保持运行。需要停止时，按下SB2停止按钮，X2输入端形成回路有电流流过，与X2关联的输入过程映像寄存器状态为“1”，图1中X002常闭触点断开，从而切断了左母线到Y000输出点之间的通路，Y000失电关闭输出，它所控制的电机停止运行。

上述分析是在所有外部接线可靠连接的情况下得出的结论，却忽略某些因素对停止按钮SB2功能的影响。如图2所示，假如A点处的硬件接线因鼠咬、SB2常开触点本身接触不良以及其他原因导致接线断裂就会造成安全隐患。当紧急发生时按下SB2，因SB2接触不良或是线路中A处断裂而无法形成回路，X2输入端没有电流流过，与之关联的输入过程映像寄存器状态为“0”，图1中的X002常闭触点继续保持接通，左母线到Y000输出点的通路未被切断从而导致电机持续运转无法停止。这个安全隐患在某些情况下可能造成严重的安全事故。

2 停止按钮与输入软元件在工程上的用法

在实际工程中，设备运行安全是重点考虑因素。为阐述方便还以上述简单的电机启停控制为例。为确保在紧急情况下电机能可靠的停止运行，工程应用中会将图1中的PLC梯形图程序和图2中的PLC外部输入接线修改为图3和图4所示的方式。可以看出停止元件X002使用了常开触点，SB2停止按钮使用了常闭触点。

图3 修改后电机启停控制梯形图程序

图4 修改后电机启停控制PLC接线图

下面我们来分析修改后正常情况下电机启停控制情况。启动时，按下SB1，PLC的X1输入端形成回路有电流流过，与之对应的输入过程映像寄存器状态为“1”，图3程序中的X001常开触点闭合；因图4中SB2为常闭触点，PLC上电后形成回路，PLC的X2外部输入端子有电流流过，与之对应的输入过程映像寄存器状态为“1”，图3程序中X002常开触点闭合。可以看出，上述2个条件形成了左母线到输出元件Y000间的通路，Y000产生输出并自锁，所控制的电机启动运行。当需要电机停止运行时，按下SB2，PLC的X2输入端回路断开，与X2关联的输入过程映像寄存器状态为“0”，图3中X002常开元件断开，从而切断了左母线到Y000输出点之间的通路，Y000失电关闭输出，所控制的电机停止运行。

再来分析工程上这种做法是如何消除安全隐患的。若图4 SB2停止按钮所在回路因鼠咬、SB2本身接触不好以及其他原因导致线路断裂时（如图中A点），PLC的X2外部输入端子接线无法形成回路，与之对应的输入过程映像寄存器状态为“0”，那么图3中X002软元件断开，导致左母线到Y000输出元件之间通路断开。故，当需要启动电机时，按下SB1是无法启动电机的，直至A点断线或SB2接触不良故障排除后才能启动电机。若上述故障发生在电机运行当中，电机便会自动停止运行，故障排除后可重新启动。基于上述分析可知，当紧急情况发生时，按下SB2能可靠地停止电机运行，消除安全隐患。

类似停止按钮和PLC输入软元件在工程上的用法，急停按钮和用于安全保护的限位开关在实际工程中也是用常闭触点来提供PLC的输入信号。

3 结束语

随着工业技术的不断发展，PLC在工业自动化生产控制中的作用越发重要。培养出更多能胜任实际工程的PLC技术人才是高校PLC课程教师的光荣使命。为减小PLC课程教学与实际工程要求的差距，需要PLC课程教师不断加强学习，多参与实际工程，尽量使教学内容更贴近工程实际。

[1]http://blog.gkong.com/liaochangchu_117356. ashx.

[2]黄中玉.PLC应用技术[M].北京：人民邮电出版社，2009.5.1：21～22.

（编辑 文新梅）

Analysis of the Erroneous Zones in the Use of the Stop Button and Input Soft Components in PLC Teaching

LIUDonghai,HUANGYongjie
（Guangxi Vocational and Technical College,Nanning530226,China)

This paper takes the example of common motor starting and stopping control in PLC teaching,and points out that there are some erroneous zones in the use ofthe stop button and input soft components in PLC teachingand the actual project safety requirements,which may cause potential safety hazards in practical application.And starting from the actual project, the correct method and the detailed analysis ofeliminatingthe potential safety hazards are given.The purpose is to arouse the attention of the starting counterparts in PLC teaching on similar situations,and make the PLC teaching more close to the actual project.

PLC;normallyopen contact;normallyclosed contact;ladder diagram

G644.5

B

1672-0601（2015）10-0093-03

广西职业技术学院科研项目“基于PLC的柔性制造智能输送系统应用研究”（课题编号：141205）

2015-08-25

刘东海（1979-），男，工学学士，讲师。研究方向：电子技术、电气自动化技术教学与研究。