淺析PLC的編程方法

張士偉

摘要：本文先介紹了PLC的特點，然后論述了PLC的經驗法、根據繼電器電路圖設計法、步進順序控制法、起保停法、功能指令應用法五種編程方法的特點、要領、步驟及注意事項，最后指出合理的選擇編程方法在程序設計中的作用。

關鍵詞：PLC編程方法程序梯形圖

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0030-01

可編程控制器，簡稱PLC。PLC最大的特點是控制過程以程序方式存放在存儲器內，只要修改程序就能改變生產工藝的控制過程，而不需要對硬件連接作多大的改變。已成為工業控制領域的通用自動控制裝置，同時被其他行業廣泛采用。

PLC控制系統是依靠程序進行控制的系統，程序設計是PLC應用中最關鍵的問題，本文以三菱FX2N系列為代表，解析PLC五種編程方法：經驗法、根據繼電器電路圖設計法、步進順序控制法、起保停法、功能指令應用法。

1 經驗法

PLC發展初期，沿用了設計繼電器電路圖的方法來設計梯形圖。這種方法沒有普遍的規律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，最后的結果是多樣的。要熟練掌握此種方法要做到以下幾點。

1.1 要經常練習

經驗法與設計者的經驗有關，所以要經常練習，練習要基本程序開始，由簡單到復雜最后熟能生巧。

1.2 要熟練掌握的基本程序

（1）起保停程序。（2）產生單脈沖和連續脈沖的程序。（3）時間控制程序：①長延時程序（FX系列定時器最長延時時間為3276.7S）；②閃爍程序（如聲光報警器程序）；③接通延時程序，它相當于繼電器控制電路中長開延時閉合和長閉延時斷開觸點；④斷開延時程序，它相當于繼電器控制電路中長開延時斷開和長閉延時閉合觸點；⑤限制負載最長和最短工作時間程序。

1.3 程序和電路控制圖的不同處

（1）設計程序時，一定要了解PLC的掃描工作方式，即在程序處理階段，對梯形圖按從上到下，從左到右的順序逐一掃描處理，不存在幾條并列支路同時動作的情況。（2）梯形圖設計設計過程中不必考慮能量損耗問題，因為梯形圖中左、右母線之間并不接任何電源，每個邏輯行中沒有實際電流通過。

1.4 設計方法

根據控制對象設計基本控制環節程序，然后根據控制要求，在基本控制程序添加線圈和觸點，逐一解決問題。

1.5 注意事項

（1）程序設計好后，要對梯形圖優化。（2）禁止出現雙線圈輸出。（3）每個記數器C和積算定時器T使用時必須有復位指令對其復位。

2根據繼電器電路圖設計梯形圖法

這種方法適用于PLC改造繼電器控制系統。因為原有的繼電器電路能完成系統的控制功能，而繼電器電路圖與梯形圖有很多相似之處。將繼電器電路圖轉換成梯形圖步驟如下。

（1）熟悉被控設備的工藝過程和機械的動作情況，掌握控制系統的工作原理。（2）確定與電路圖的各類按扭、開關、過載保護觸點信號和負載對應的梯形圖中的輸入繼電器X和輸出繼電器Y的元件號，畫出PLC的外部接線圖。（3）確定與電路的中間繼電器、時間繼電器對應的梯形圖中的輔助繼電器M和定時器T的元件號。（4）根據上述對應關系畫出梯形圖。（5）調整優化梯形圖，使其符合梯形圖編程基本規則。

3 步進順控法

順序控制，就是按照生產工藝要求的動作規律，在各個信號的作用下，根據狀態和時間順序，使生產過程的各個執行機構自動地有次序的進行操作。順序控制特點是規律性強，易于掌握和接受。其基本思想是系統的一個工作周期分若干步。當順序控制執行到某一步時，改步對應的控制元件狀（態繼電器S）被驅動，使該步所有輸出執行機構動作，完成相應的控制任務。當向下步轉移條件滿足時，下一步對應的控制元件被驅動，同時該步對應的控制元件自動復位，完成一步的控制任務。步進順控法設計程序需要以下幾個步驟。

（1）分配PLC的輸入和輸出點，畫出PLC的外部接線圖。

（2）根據控制要求畫出順序控制的狀態流程圖。一個完整的狀態一般包括：①該狀態控制的元件：初始位于最前面使用S0～S9，利用特殊輔助繼電器M8002的常開觸點來驅動；S10～S19為回零狀態，S20～S499是通用狀態，S500～S899有斷電保持功能；②該狀態所驅動的負載（Y、M、T、C）；③向下一個狀態轉移的條件，可以是單觸點，也可以是觸點的邏輯組合；④明確轉移方向。順序控制有單流程和多流程，多流程控制包括選擇性分支與匯合、并行分支與回合、跳步與循環等幾種。

（3）根據狀態流程圖畫出相對應的梯形圖。狀態流程圖中一個完整的狀態在梯形圖中的表示方法是：①控制元件：梯形圖中畫出S的步進接點STL；②狀態所驅動的對象：依照流程圖畫出；③轉移條件畫在STL之后；④轉移方向：用SET指令將下個狀態繼電器置位表示轉移方向。注意必須在一系列的步進指令的最后接一條RET指令。

4起保停法

起保停電路僅使用觸點和線圈的有關指令，任何一種PLC的指令系統都具備，因此是一種通用的編程方式，可用于任意型號的PLC。它的編程思路與步近順控方法一樣，不同之處在于。

（1）順序功能圖用通用輔助繼電器M來代表步（如圖1）。

（2）禁止雙線圈輸出。步進順控編程每步都可以有相同的的線圈，定時器線圈可以重復使用在兩步之間不可以連續使用。起保停編程所有的步中不允許出現兩有相同的驅動負載，如果有負載由幾步同時驅動，可以提取此幾步的常開觸點進行并聯來驅動此負載，避免出現雙線圈輸出。

5功能指令的法

FX2N系列功能指令種類繁多，部分功能指令要配合PLC的功能模塊才能使用。這里只簡單介紹MOV指令的一種應用。

[MOV K62 K2Y0]中K62為10進制，K2Y0為兩組Y每組四個，從Y0～Y7共八個。執行此指令時，PLC把62十進制轉換成二進制傳送到Y0～Y7，1代表Y得電。此時Y2～Y5得電。如果利用此種方法可以設計出最簡單的“8”段數碼顯示器程序。

6結語

PLC的每種編程方法都有各自的特點，根據具體情況和具體控制系統要選擇合適的編程方法可以在較短的時間里設計出較簡的程序。2007年安徽省舉辦的中職學校技能選拔賽中，PLC操作方面，給的是機床控制電路圖，最簡便的方法是選“根據電路圖設計梯形圖法”。2010年、2011年淮南礦業集團技師考核操作技能給的文字性題目，控制要求很多，沒有有無大的有規律。當然首選經驗編程法。部分考生選用先設計電路圖，在轉換成梯形圖，時間當然夠用，結果是很難達到考核合格的。當然，一個復雜的控制系統需要多種編程方法的綜合使用。只要熟練掌握和運用各種編程方法，就可以在較短的時間里設計出簡單、合理的程序。

參考文獻

[1] 廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應用[M].重慶大學出版社，2001，2.

[2] 可編程控制器及其應用[M].中國勞動社會保障出版社，2009.8.