PLC+Arduino启保停实验：自锁控制实战

PLC和Arduino联合做启保停实验

上一篇文章验证了PLC的24V工业信号可以通过光耦隔离模块安全地传递给Arduino。这次我们把实验升级一点：用CR40 PLC做启保停控制，Arduino接收PLC输出信号并驱动LED模拟负载。

实验目标

这次不再是简单的"接通就亮、断开就灭"。我们要实现的是工业控制中经典的启保停逻辑：

• 按下启动按钮，LED点亮并保持。
• 松开启动按钮，LED仍然保持点亮（自锁）。
• 按下停止按钮，LED熄灭。

这就是工控中最基本的"启保停"（Start-Stop-Latch）电路。

实验结构

CR40 梯形图（启保停逻辑）
  ↓
CR40 继电器输出 Q1.5
  ↓ 24V信号
24V—3.3V 光耦隔离模块
  ↓
Arduino D2（信号输入）
Arduino D10（LED输出）
  ↓
LED（模拟负载）

CR40梯形图：启保停逻辑

启保停的核心是"自锁"：启动信号消失后，输出仍然通过自身的常开触点维持通电。

梯形图逻辑说明：

• I0.0：启动按钮（常开触点，按下时导通）
• I0.1：停止按钮（常闭触点，按下时断开）
• M0.0：内部辅助继电器（自锁触点）
• Q1.5：输出线圈（控制LED）

按下启动按钮I0.0时，M0.0得电并自锁；松开后，M0.0通过自身的常开触点继续保持通电。按下停止按钮I0.1时，M0.0失电，Q1.5随之断开。

Arduino程序

Arduino部分和上一篇文章类似，只负责读取PLC输出信号并控制LED：

const int plcInput = 2;
const int ledPin = 10;

void setup() {
  pinMode(plcInput, INPUT_PULLUP);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  digitalWrite(ledPin, LOW);
}

void loop() {
  bool plcOn = (digitalRead(plcInput) == LOW);
  if (plcOn) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
  }
  delay(10);
}

测试结果

测试过程：

1. 初始状态：LED熄灭，PLC输出Q1.5=0。
2. 按下启动按钮：M0.0得电自锁，Q1.5接通，Arduino检测到信号，LED点亮。
3. 松开启动按钮：M0.0通过自锁保持，Q1.5仍然接通，LED保持点亮。
4. 按下停止按钮：M0.0失电，Q1.5断开，LED熄灭。

这次实验说明了什么

启保停是工业控制中最基础也最重要的逻辑之一。几乎所有电机控制、设备启停都离不开它。

这次实验证明了：

• PLC可以独立完成启保停的工业逻辑。
• PLC的输出信号可以安全地通过光耦隔离传递给Arduino。
• Arduino可以作为PLC系统的"显示终端"或"扩展处理器"。

两个控制器各司其职：PLC负责工业逻辑和安全性，Arduino负责人机交互或数据处理。

注明：本项目有部分内容涉及到交流电。这个内容面向对象主要是有高低压电路知识和工控编程的人。不适合只有12V、5V电路知识的中小学生。