淺析可編程序控制器的編程方法

摘 要：可編程序控制器的控制功能非常強大，而且使用便利，在工業控制、電氣自動化領域都得到了廣泛的應用。基于此，文章以三菱FX2N可編程序控制器為例，簡要分析了可編程序控制器的接線程序控制和存儲程序控制系統，具體分析了存儲程序控制系統的幾種常用的編程方法，供大家參考借鑒。

關鍵詞：編程方法；可編程序控制器；順序功能圖

在我國的工業化發展的過程中，可編程序控制器得到了廣泛的應用，其有效地推進了我國電氣自動化的發展。在應用的過程中，可編程序控制器體現出了很多優點，例如使用壽命較長、體積較小、通用性強、可靠性高、操作便利、簡單易懂等。近年來，我國的電子類產品發展非常迅速，價位也有所降低，從而降低了可編程序控制器的價位，有利于可編程序控制器在更大的范圍內得到積極的應用。

1 存儲程序控制系統和接線程序控制系統

接線程序控制系統主要是將電子元件、接觸器和繼電器運用不同的導線連接方式連接起來，從而使控制任務的邏輯部分得以實現。當前使用比較廣泛的可編程序控制器，其實質是微型計算機，電氣控制的要求主要是通過存儲程序控制系統來實現的。這樣一來，可以不用對硬件導線的連接方式進行改變，就能夠實現控制程序的目的。

與傳統的硬邏輯控制相比，可編程序控制器具有較大的優勢，也對原有的程序設計習慣進行了顛覆。對于操作者而言，原有的硬件接線方式和編程思維模式已經不再適用，這就要求操作者必須重新學習可編程序控制器的編程，了解存儲程序控制系統，打破原有的思維定式。

2 可編程序控制器的常用編程方法

根據作者的實際工作經驗，可編程序控制器的常有編程方法包括順序控制設計法、經驗設計法、繼電器電路轉換設計法等。

2.1 順序控制設計法

作為一種比較先進的設計方法，順序控制設計法比較適用于初學者。對于具有一定的可編程序控制器使用經驗的工程師而言，使用該方法也能夠使程序設計效率得到有效的提高，從而便利的對程序進行閱讀、修改和調試[1]。

縱觀當前的工業領域，很多生產工藝都是先對順序進行預設，再輸入不同的信號，以時間順序和內部狀態為依據來進行生產。在生產的過程中，各執行機構能夠實現自動化生產，并保持一定的操作順序。因此順序控制設計法非常簡單，只需以生產工藝為依據將順序功能圖設置出來，在此基礎上畫出梯形圖。當前主要有3種將順序功能圖轉化為梯形圖的方法。

（1）使用步進順控指令進行編程。可編程序控制器，為順序功能圖，設計的指令共有兩條，即步進返回指令RET和步進順控指令STL，可以以這兩條指令為依據將順序功能圖轉化為梯形圖。只需要對下一個步進進行驅動，上一步的狀態繼電器就會自動結束，無需進行復位指令。以圖1為例，假設某運料車要將材料從A地運送到B地，再返回到B地。圖1是單周期工作方式的順序功能圖。

（2）使用“啟-保-停”電路對順序功能圖進行轉化。這種轉化方法和傳統的經驗設計法的理念比較接近，也就是先對每個步驟的自鎖觸點、停止條件和啟動條件進行明確，然后對各步驟的輔助繼電器M進行驅動，這樣可以并聯輸出該步的輔助繼電器M和該步的動作內容[2]。

（3）以轉換為中心的編程

方法。以“啟-保-停”電路為基礎，使用復位指令RST和置位指令SET這兩個可編程序控制器的指令來進行轉換，置位指令SET具有自保功能，因此不會顯示出自保觸點。

2.2 以接線程序為基礎的編程方法

繼電器的經驗設計法和電路轉化設計法都要以邏輯繼電器為基礎，將合適的可編程序控制器梯形圖程序編制出來。也就是在可編程序控制器上移植電氣接觸器控制電路。但是繼電接觸器電路和可編程序控制器的掃描方式有所不同，如果不顧二者的差異強行移植，可能會造成一些問題，例如觸點競爭、一次性輸出競爭等。因此以接線程序為基礎的編程方法主要適用于改造老舊控制線路，很多可編程序控制器中不能得到采用。與此同時，經驗設計法具有較大的隨意性和試探性，沒有形成完整、固定的編程步驟。對于比較復雜的可編程序控制器程序，為了完成其互鎖、連鎖和記憶的功能，往往需要用大量的中間單元，涉及到較多的因素，而這些因素往往比較復雜。一旦對某一個局部進行修改，系統的其他部分也會受到較大的影響，設計工作量較大，設計效果并不理想。同時由于運用以接線程序為基礎的編程方法進行編程需要耗費較多的時間，而且其他工程人員也難以對其進行改進和維修，可能會給實際應用造成一定的困難[3]。

3 可編程序控制器的3種轉換方法的比較

上文中介紹了可編程序控制器的3種轉換方法，分別為使用步進順控指令進行編程、使用“啟-保-停”電路對順序功能圖進行轉化、以轉換為中心的編程方法，3種方法各有優劣，其適用范圍有所不同。例如無論使用哪種轉換方法都能夠獲得順序功能圖。如果工程人員比較熟悉傳統的繼電接觸器電路，那么可以使用“啟-保-停”電路的轉換方式。以轉化為中心的編程方法則以前一種轉換方法為基礎，對可編程序控制器的兩條指令進行了充分的運用，與前一種轉換方法相比具有操作便利、簡潔的優點。然而在使用已轉化為中心的編程方法時也要注意“啟-保-停”電路表示步的輔助繼電器M與輸出動作不能并行輸出要對各部的動作進行驅動，主要是在梯形圖的最后使用代表步的并聯電路或者輔助繼電器的常開觸點進行驅動[4]。

根據3種轉換方法可以發現，最為簡潔和便利的方法應該是用步進順控指令來編程的方法。相比之下，這種方法具有最快的響應速度，占用的掃描時間也較短，這是由于其具有最少的程序步數。值得注意的是要用該種方法，需要工程人員能夠掌握一定的狀態繼電器知識和理論。

總體而言，以上3種轉換方法都比較實用，也能夠達到將順序功能圖轉化為梯形圖的目的，在具體選擇時還要參考實際情況。

4 結束語

我國的可編程序控制器的發展非常迅速，其應用范圍也越來越廣，具有非常廣闊的應用前景。在各種可編程序控制器中都可以應用文章的編程思路和編程方法，每一種模式都具有一定邏輯的、相對固化的對應關系。編程人員應該對每一種編程模式進行一定的了解并對其要點和關鍵因素進行掌握，不斷提高自身的順序控制程序編寫能力，推進我國可編程序控制器的健康發展。

參考文獻

[1]史先燾.可編程序控制器控制系統中I/O點數計算探討[J].現代工業經濟和信息化，2014（15）.

[2]馬漢偉.淺析可編程序控制器的編程方法[J].現代制造技術與裝備，2013（6）.

[3]徐旭.淺談可編程序控制器PLC的選用[J].電子制作，2012（12）.

[4]王廣武.可編程控制器的特點及其發展動向[J].科技傳播，2016（8）.