淺談PLC教學中學生常見問題及解決方法

甄天作

摘 要：在機械化時代，鉗工被稱為所有工種當中的萬能工。而隨著社會的進步，電工勢必是萬能工這一稱號的最佳職業(yè)。而想要在自動化以及將來的智能化社會中成為萬能工，就必須熟練掌握PLC技術。本文就PLC教學中學生常見問題及處理方法進行闡述。

關鍵詞：電工 PLC 通訊 雙線圈

一、學習PLC的重要性

要想實現自動化及智能化，其關鍵點是在于控制系統(tǒng)的搭建。在控制系統(tǒng)中，PLC控制系統(tǒng)的程序設計和調試周期比較短，并且編程也相對較簡單，同時維護容易、抗干擾的性能較強，可靠性能較高，故在大多數自動化及智能化設備中都用到了PLC的控制。想要成為一名稱職的電工，就必須學習PLC。

學生在學習PLC的過程中會遇到各種問題，例如硬件忽略問題和編程思路問題。現將教學過程中學生常出現的問題總結如下。

二、PLC硬件方面學生常出現的問題

1.程序無法寫入

在教學環(huán)境中，由于學生自始至終都使用同一臺設備，設備在設置好通信參數以后，如非調整則內部通信參數不再變化。所以一旦出現程序無法寫入的情況，雖然有相應的提示，例如“指定無法使用的COM端口，請確認COM端口的設定再執(zhí)行”，但學生卻不知如何處理。這個問題的解決方法如下。第一步，查看電腦與PLC通信的是哪個端口，查看的方法是右擊【我的電腦】選中【管理】，然后單擊【設備管理】選擇【端口】查看通信端口。如果用于通信的端口不止一個的話，最簡便的方法就是拔下并再次插上PLC的通信線，重新出現的通信端口就是所要查看的端口。第二步，更改PLC的通信設置，更改方法是點擊【在線】中的【傳輸設置】里面的【串行USB】中的COM端口選項，依據電腦端口中用于通信端口來設定其端口數值。

另外一種情況就是“無法與PLC通信”。可能是以下原因：電纜斷線，不支持指定傳送速度；工程和連接站的PLC類型不同；PLC復位；監(jiān)視條件功能出錯；正在執(zhí)行時執(zhí)行了其他功能，使用不支持的通信線路等。雖然提示中說得很清楚，可是學生遇到這種情況仍不知如何解決。問題在于不知道如何查找提示中提到的故障。在教學過程中這類問題大多是因為通信線松動，或是PLC程序類型與硬件不符，或者是正處于監(jiān)視狀態(tài)。其中PLC的類型是在【工程】【PLC類型】中修改。

2.程序下載后沒有輸出

在初學階段，學生經常遇到在程序下載完成后，按下按鈕并沒看到相應的輸出。這種情況往往是因為PLC處在非運行狀態(tài)，這時就需要開啟PLC的運行開關。還有一種情況就是程序用到的輸出比較復雜，學生往往考慮設計得不完整。這些情況雖然簡單，但卻是學生在學習階段經常出現的問題，所以在教學的過程中教師要重點提醒。

三、編程思路方面學生常出現的問題

在學習PLC的過程中，雖然有很多編程的方法和思路，但是每個人都有自己的編程思維和方式。所以教師在教學過程中應多介紹幾種編程思路，總結各自的特點，讓學生多加練習，最終讓學生找到適合自己的方法。現在簡單介紹幾種常用的編程思路和方法。

1.典型的啟—保—停方法

這種方法的整體思路就是：先確定任務中輸出量的數目，然后分析每一個輸出量的啟動與停止條件分別是什么，啟動條件用其常開觸點，停止條件用其常閉觸點，最后寫輸出量的線圈。如果啟動與停止條件是外部的輸入信號，直接代入就可以了，如果并非現有的輸入信號，就得先用程序定義啟動與停止條件，然后再代入。這種方法適用于要求不是很復雜、相互之間沒有過多的交叉要求的任務。

2.時間定時器的統(tǒng)一定時方法

在學習過程中，學生經常會遇到利用時間來控制相應的輸出，比如節(jié)日彩燈的循環(huán)控制：按下啟動按鈕1燈亮，再過2秒后2燈亮，再過2秒后3燈亮……如果運用啟—保—停的方法來設計，不僅要考慮到每段時間定時開始的時刻，還要考慮到該段時間的自鎖問題，特別是要完成循環(huán)的時候就要考慮到所有定時器的通斷，關鍵是每個定時器彼此之間都是獨立的，很容易忽略一兩個。這時如果所有的定時器采用統(tǒng)一定時，即所有定時器的定時開始條件用一個來驅動，然后逐漸累加。這時任務要求就可理解為：按下啟動按鈕1燈亮，第2秒時2燈亮，第4秒時3燈亮……這樣一來要想實現循環(huán)，只需循環(huán)的啟動條件的常閉觸點來控制定時器的驅動線圈。這種方法較適合有關時間控制且控制要求較復雜的任務，比如十字路口交通燈的設計。但是有一點是應該注意的，運用統(tǒng)一計時的時候，多個定時器統(tǒng)一計時的個數是有限制的。比如FX2N的編程軟件來說最多可以統(tǒng)一定時的定時器個數為24個，如果需要的定時器個數超過24個，需要分兩部分來統(tǒng)一計時，這時第一的最后一個定時器線圈得電可作為第二部分統(tǒng)一計時的開始條件，且第二部分的最后一個定時器作為循環(huán)的條件，這時必須把兩部分的定時器全部復位。

3.SFC步進方法順序控制功能圖（SFC）的方法

就是按照生產工藝預先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據內部狀態(tài)和時間順序畫出順序功能圖，然后根據順序功能圖畫出梯形圖。順序功能圖主要由步、轉移條件和動作三大要素組成。這種方法的優(yōu)點就是編程的思路比較清晰，不需要考慮某一動作會影響到其他動作。程序中的某一步要想動作的充分條件是，它的上一步必須得電，且轉移條件得滿足。如果雖然轉移條件滿足了，但是上一步并沒得電，此時它是不會動作的。而一旦轉移到下一步時，其他步就停止，其中包括驅動它的上一步，所以使用這種方法時不再需要考慮雙線圈的問題。在梯形圖的編寫過程中，雙線圈的問題一直是學生比較頭疼的，而在步進里是允許出現雙線圈的。

使用SFC步進指令時應注意的事項如下：新創(chuàng)建工程時在選擇程序類型時要勾選SFC，且在分配程序塊時最好將狀態(tài)的驅動程序——梯形圖塊放在SFC程序塊前面；在SFC塊的編寫過程中，普通步最好從S20開始且中間不能跳躍使用，在有選擇分支時兩分支支路所用到的狀態(tài)寄存器最好不要連續(xù)；在輸入轉移條件時必須在輸完條件后再輸入“tran”字符才能變換，并且在每輸完一個轉移條件或每一步后都要進行變換；在整個程序輸完之后，還要對每個程序塊再進行變換后，才能下載到PLC中運行；編寫完的程序的類型是可以進行轉換的，其步驟是點擊程序，右擊【main】選擇【改變程序類型】，然后勾選梯形圖，最后雙擊【main】即可。值得注意的是在監(jiān)視狀態(tài)下是不能進行程序類型轉換的。這兩種程序類型各有各的優(yōu)勢，梯形圖在下載時能節(jié)省時間，因為在梯形圖中能清楚地看到共有幾條程序，SFC程序方便監(jiān)視當前的動作。

4.列寫真值表法

由于PLC所處理的信號為數字信號，而任務要求一般是針對一些開關量來控制某些設備的運行與停止的。開關量從某種概念上就是數字信號，設備的運行與停止這兩種狀態(tài)也可以用數字亮的“1”和“0”來表示。此方法的操作如下：一是把所有的開關和所控制的設備列在一張表上，在表格中開關閉合時用“1”表示，開關斷開用“0”表示，設備運行用“1”表示，設備停止用“0”表示。二是依據所列出的真值表編寫程序。這里只需把設備為“1”的相應一行的開關量狀態(tài)來驅動設備的線圈即可。三是把所編程序簡化。

除此之外，還有不少編程的方法。不同方法有不同的思路，關鍵是在學習過程中找到適合自己的方法，合適的才是最好的。

參考文獻：

[1]劉品瀟.電氣控制與PLC[M].長沙：國防科技大學出版社， 2009.

[2]史國生，王念春，趙陽.電氣控制與可編程控制器技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

（作者單位：濟寧市技師學院）