金彥平

（常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州213164）

可編程序控制器（PLC）以強(qiáng)大的控制功能，較高的可靠性，使用方便等突出特點(diǎn)，已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中常見的控制設(shè)備之一。目前許多職業(yè)院校開設(shè)了PLC課程。PLC編程雖說易學(xué)易懂，入門容易，但是由于編程的靈活多樣性，令許多初學(xué)者摸不著頭腦，覺得PLC編程無從下手。確實(shí)若不掌握好程序編制的邏輯方法，不熟悉程序結(jié)構(gòu)，一般來說就難梳理好編程的思路，難編出好程序。下面筆者根據(jù)自己的編程經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)歸納了四種順序編程的方法和技巧，供學(xué)習(xí)者參考。

在工業(yè)控制領(lǐng)域中，很大一部分控制是屬于順序控制，一般學(xué)習(xí)PLC編程也從順序控制開始入手。那對(duì)于順序控制流程的對(duì)象，如何進(jìn)行PLC編程，有何方法和技巧呢？一般來說，對(duì)于順序控制，首先必須根據(jù)工藝對(duì)象的工作流程，分析出順序控制的具體動(dòng)作流程，畫出PLC控制的順序功能圖，然后再選擇合適的編程方法編制程序。一般順序控制程序有多種編制方法，其各有特點(diǎn)和技巧，現(xiàn)歸納三菱PLC順序程序編制的四種方法。

1 三菱PLC順序程序編制的四種方法

1.1 使用啟保停電路的編程方法

如圖1所示，是采用了啟保停電路編程的順序功能圖與梯形圖程序。圖中M1、M2和M3代表順序功能圖中順序相連的3步，＝1、＝2分別是步M1到步M2、步M2到步M3之間的轉(zhuǎn)換條件。編程時(shí)一步的啟保停電路在梯形圖程序一般編制一行。

以步M2程序編制為例，參見梯形圖程序的第一行。由于＝1是步M1到步M2的轉(zhuǎn)換條件，先將M1和＝1的常開觸點(diǎn)串聯(lián)，作為步M2的啟動(dòng)電路；然后將M2的常開觸點(diǎn)與M1和＝1串聯(lián)電路并聯(lián)，作為M2的自保持（自鎖）電路；再將后續(xù)步M3的常閉觸點(diǎn)與M2的線圈串聯(lián)，作為M2的停止電路，這樣一行也就完成了步M2啟保停電路的程序編制。與此相仿編寫步M3的啟保停電路，如圖中第二行所示。多步程序可以此類推。

圖1 啟保停電路的編程

當(dāng)電路工作時(shí)，若M1為活動(dòng)步且轉(zhuǎn)換條件＝1＝1時(shí)，則步M2＝1變?yōu)榛顒?dòng)步，且通過M2常開觸點(diǎn)自保持。電路當(dāng)轉(zhuǎn)換條件＝2＝1時(shí)，則步M3＝1變?yōu)榛顒?dòng)步，而步 M2＝0變?yōu)椴换顒?dòng)步，這時(shí)程序從步M2順序傳遞到步M3，其他順序步以此類推。最終根據(jù)順序功能圖，可以用代表步的輔助繼電器的常開觸點(diǎn)或它們的并聯(lián)電路集中驅(qū)動(dòng)輸出繼電器的線圈。

1.2 以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法

圖2所示是采用以轉(zhuǎn)換為中心編程的順序功能圖與梯形圖程序。此方法編程的邏輯思路是在某一轉(zhuǎn)換的前級(jí)步是活動(dòng)步并且相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí)，則電路實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。

如圖2中＝1是步M1到步M2的轉(zhuǎn)換條件，在梯形圖中將前級(jí)步M1和＝1的常開觸點(diǎn)串聯(lián)，即組成步M1轉(zhuǎn)換到步M2的兩個(gè)條件，后面緊跟SET M2指令將M2置位、RST M1指令將M1復(fù)位的并聯(lián)電路塊，實(shí)現(xiàn)開啟下一步（M2），關(guān)閉上一步（M1）承上啟下的作用。故當(dāng)電路前級(jí)步是活動(dòng)步（M1＝1）及轉(zhuǎn)換條件（＝1＝1）同時(shí)滿足時(shí)，則該電路接通，此時(shí)后續(xù)步變?yōu)榛顒?dòng)步（M2＝1）、前級(jí)步變?yōu)椴换顒?dòng)步（M1＝0），實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的順序轉(zhuǎn)換。任何順序控制電路，代表步的輔助繼電器的控制電路都可以用這一方法來設(shè)計(jì)，每一個(gè)轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)一個(gè)控制置位和復(fù)位的電路塊，有多少個(gè)轉(zhuǎn)換就有多少個(gè)這樣的電路塊。最終各步輸出驅(qū)動(dòng)電路仍可以采用輔助繼電器集中輸出的方式解決。

圖2 以轉(zhuǎn)換為中心的編程

這種設(shè)計(jì)方法很有規(guī)律，在設(shè)計(jì)復(fù)雜的順序功能圖的梯形圖時(shí)不容易出錯(cuò)。此種編程方法與轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則之間有著嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，用它編制復(fù)雜的順序程序時(shí)，更能顯示其優(yōu)越性。

1.3 使用步進(jìn)指令的編程方法

圖3所示是采用步進(jìn)指令編程的順序功能圖與梯形圖程序。使用此方法編程，必須用S狀態(tài)繼電器代表順序功能圖中的各步，每一步都具有三種功能：負(fù)載的驅(qū)動(dòng)處理、指定轉(zhuǎn)換條件和指定轉(zhuǎn)換目標(biāo)。

圖3 步進(jìn)指令的編程

以步S20為例，編寫的格式是將STL觸點(diǎn)（S20）與母線相連，其后設(shè)置驅(qū)動(dòng)對(duì)象（Y0），然后再設(shè)置轉(zhuǎn)換條件及轉(zhuǎn)換目標(biāo)，即并聯(lián)＝1常開觸點(diǎn)與SET S21的串聯(lián)電路。當(dāng)步S20為活動(dòng)步時(shí)，S20的STL觸點(diǎn)接通，Y0置“1”輸出信號(hào)。如果轉(zhuǎn)換條件＝1＝1時(shí)，后續(xù)步S21被置位變成活動(dòng)步，同時(shí)前級(jí)步S20自動(dòng)斷開變成不活動(dòng)步，Y0置“0”輸出斷開。其他步都可以采用這一設(shè)計(jì)方法，如圖中步S21。此方法每一步均是相對(duì)固定的格式，易學(xué)易懂，編制復(fù)雜程序時(shí)雖步數(shù)多但易檢查易調(diào)試，還可與便利指令一起配合使用。

1.4 使用移位指令的編程方法

這里主要介紹使用位左移指令（SFTL）編寫順序控制程序的方法。編程中位左移指令的控制條件，是用各順序輔助繼電器串聯(lián)對(duì)應(yīng)步轉(zhuǎn)換條件再并聯(lián)的方式，在位左移指令執(zhí)行時(shí)，使位元件中的狀態(tài)成單地向左移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的傳遞，達(dá)到順序控制的目的。

圖4 移位指令的編程

如圖4所示，是采用位左移指令（SFTL）編程的順序功能圖與梯形圖程序。編程時(shí)先設(shè)置位左移指令的參數(shù)，根據(jù)順序功能圖，以代表3步的M101、M102、M103三個(gè)輔助繼電器起始步M101為首地址，設(shè)置SFTL指令參數(shù)n1＝K3，再選擇1個(gè)位寄存器，如圖中選擇了M100輔助繼電器，設(shè)置SFTL指令參數(shù)n2＝K1。SFTL指令條件的第一行，采用M100的常開觸點(diǎn)與＝0的常開觸點(diǎn)串聯(lián)，表達(dá)在M100＝1及初始條件＝0＝1時(shí)，SFTL指令執(zhí)行1次；同樣第二行表達(dá)在M101＝1及條件＝1＝1時(shí)，SFTL指令執(zhí)行1次；其他各行以此類推。圖中程序的第一行是M100輔助繼電器賦值電路，＝4為程序執(zhí)行開關(guān)，它與三個(gè)輔助繼電器的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，在＝4＝1、SFTL指令未執(zhí)行前時(shí)M100＝1；而當(dāng)條件＝0＝1時(shí)，SFTL指令會(huì)執(zhí)行一次左移位，結(jié)果 M100＝0，M101＝1，并為下一步動(dòng)作做好了準(zhǔn)備；而當(dāng)條件＝1＝1時(shí)，SFTL指令再執(zhí)行一次左移位，結(jié)果 M101＝0，M102＝1，為再下一步動(dòng)作又做好了準(zhǔn)備，以此類推。最后一步完成后，各步輔助繼電器為0，又會(huì)使M100＝1，程序回到初始位，可循環(huán)往復(fù)控制。最后程序各步的驅(qū)動(dòng)電路仍可采用輔助繼電器集中輸出的方式解決。

2 結(jié)語(yǔ)

以上總結(jié)歸納的順序編程方法，是PLC順序控制常用的四種方法，每種方法都以順序功能圖為基礎(chǔ)，故順序功能圖是進(jìn)行編程的前提，而后采用的各種方法，每個(gè)方法都有自己編寫的模式，每一種模式都有相對(duì)固化的、一定邏輯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這是我們編程人員必須搞清楚的關(guān)鍵點(diǎn)，掌握了這些關(guān)鍵因素和要點(diǎn)，就能理好思路，輕松編寫好順序控制程序了。