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(qiáng)大，而且使用便利，在工業(yè)控制、電氣自動(dòng)化領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用?；诖?，文章以三菱FX2N可編程序控制器為例，簡(jiǎn)要分析了可編程序控制器的接線程序控制和存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)，具體分析了存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)的幾種常用的編程方法，供大家參考借鑒。

關(guān)鍵詞：編程方法；可編程序控制器；順序功能圖

在我國(guó)的工業(yè)化發(fā)展的過程中，可編程序控制器得到了廣泛的應(yīng)用，其有效地推進(jìn)了我國(guó)電氣自動(dòng)化的發(fā)展。在應(yīng)用的過程中，可編程序控制器體現(xiàn)出了很多優(yōu)點(diǎn)，例如使用壽命較長(zhǎng)、體積較小、通用性強(qiáng)、可靠性高、操作便利、簡(jiǎn)單易懂等。近年來，我國(guó)的電子類產(chǎn)品發(fā)展非常迅速，價(jià)位也有所降低，從而降低了可編程序控制器的價(jià)位，有利于可編程序控制器在更大的范圍內(nèi)得到積極的應(yīng)用。

1 存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)和接線程序控制系統(tǒng)

接線程序控制系統(tǒng)主要是將電子元件、接觸器和繼電器運(yùn)用不同的導(dǎo)線連接方式連接起來，從而使控制任務(wù)的邏輯部分得以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前使用比較廣泛的可編程序控制器，其實(shí)質(zhì)是微型計(jì)算機(jī)，電氣控制的要求主要是通過存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。這樣一來，可以不用對(duì)硬件導(dǎo)線的連接方式進(jìn)行改變，就能夠?qū)崿F(xiàn)控制程序的目的。

與傳統(tǒng)的硬邏輯控制相比，可編程序控制器具有較大的優(yōu)勢(shì)，也對(duì)原有的程序設(shè)計(jì)習(xí)慣進(jìn)行了顛覆。對(duì)于操作者而言，原有的硬件接線方式和編程思維模式已經(jīng)不再適用，這就要求操作者必須重新學(xué)習(xí)可編程序控制器的編程，了解存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)，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(jù)作者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，可編程序控制器的常有編程方法包括順序控制設(shè)計(jì)法、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、繼電器電路轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)法等。

2.1 順序控制設(shè)計(jì)法

作為一種比較先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，順序控制設(shè)計(jì)法比較適用于初學(xué)者。對(duì)于具有一定的可編程序控制器使用經(jīng)驗(yàn)的工程師而言，使用該方法也能夠使程序設(shè)計(jì)效率得到有效的提高，從而便利的對(duì)程序進(jìn)行閱讀、修改和調(diào)試[1]。

縱觀當(dāng)前的工業(yè)領(lǐng)域，很多生產(chǎn)工藝都是先對(duì)順序進(jìn)行預(yù)設(shè)，再輸入不同的信號(hào)，以時(shí)間順序和內(nèi)部狀態(tài)為依據(jù)來進(jìn)行生產(chǎn)。在生產(chǎn)的過程中，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，并保持一定的操作順序。因此順序控制設(shè)計(jì)法非常簡(jiǎn)單，只需以生產(chǎn)工藝為依據(jù)將順序功能圖設(shè)置出來，在此基礎(chǔ)上畫出梯形圖。當(dāng)前主要有3種將順序功能圖轉(zhuǎn)化為梯形圖的方法。

（1）使用步進(jìn)順控指令進(jìn)行編程?？删幊绦蚩刂破鳎瑸轫樞蚬δ軋D，設(shè)計(jì)的指令共有兩條，即步進(jìn)返回指令RET和步進(jìn)順控指令STL，可以以這兩條指令為依據(jù)將順序功能圖轉(zhuǎn)化為梯形圖。只需要對(duì)下一個(gè)步進(jìn)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，上一步的狀態(tài)繼電器就會(huì)自動(dòng)結(jié)束，無需進(jìn)行復(fù)位指令。以圖1為例，假設(shè)某運(yùn)料車要將材料從A地運(yùn)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-?！彪娐穼?duì)順序功能圖進(jìn)行轉(zhuǎn)化。這種轉(zhuǎn)化方法和傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的理念比較接近，也就是先對(duì)每個(gè)步驟的自鎖觸點(diǎn)、停止條件和啟動(dòng)條件進(jìn)行明確，然后對(duì)各步驟的輔助繼電器M進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這樣可以并聯(lián)輸出該步的輔助繼電器M和該步的動(dòng)作內(nèi)容[2]。

（3）以轉(zhuǎn)換為中心的編程

方法。以“啟-保-?！彪娐窞榛A(chǔ)，使用復(fù)位指令RST和置位指令SET這兩個(gè)可編程序控制器的指令來進(jìn)行轉(zhuǎn)換，置位指令SET具有自保功能，因此不會(huì)顯示出自保觸點(diǎn)。

2.2 以接線程序?yàn)榛A(chǔ)的編程方法

繼電器的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和電路轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)法都要以邏輯繼電器為基礎(chǔ)，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(qiáng)行移植，可能會(huì)造成一些問題，例如觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)、一次性輸出競(jìng)爭(zhēng)等。因此以接線程序?yàn)榛A(chǔ)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(shí)，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(duì)于比較復(fù)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(fù)雜。一旦對(duì)某一個(gè)局部進(jìn)行修改，系統(tǒng)的其他部分也會(huì)受到較大的影響，設(shè)計(jì)工作量較大，設(shè)計(jì)效果并不理想。同時(shí)由于運(yùn)用以接線程序?yàn)榛A(chǔ)的編程方法進(jìn)行編程需要耗費(fèi)較多的時(shí)間，而且其他工程人員也難以對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和維修，可能會(huì)給實(shí)際應(yīng)用造成一定的困難[3]。

3 可編程序控制器的3種轉(zhuǎn)換方法的比較

上文中介紹了可編程序控制器的3種轉(zhuǎn)換方法，分別為使用步進(jìn)順控指令進(jìn)行編程、使用“啟-保-停”電路對(duì)順序功能圖進(jìn)行轉(zhuǎn)化、以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法，3種方法各有優(yōu)劣，其適用范圍有所不同。例如無論使用哪種轉(zhuǎn)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(tǒng)的繼電接觸器電路，那么可以使用“啟-保-?！彪娐返霓D(zhuǎn)換方式。以轉(zhuǎn)化為中心的編程方法則以前一種轉(zhuǎn)換方法為基礎(chǔ)，對(duì)可編程序控制器的兩條指令進(jìn)行了充分的運(yùn)用，與前一種轉(zhuǎn)換方法相比具有操作便利、簡(jiǎn)潔的優(yōu)點(diǎn)。然而在使用已轉(zhuǎn)化為中心的編程方法時(shí)也要注意“啟-保-停”電路表示步的輔助繼電器M與輸出動(dòng)作不能并行輸出要對(duì)各部的動(dòng)作進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，主要是在梯形圖的最后使用代表步的并聯(lián)電路或者輔助繼電器的常開觸點(diǎn)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)[4]。

根據(jù)3種轉(zhuǎn)換方法可以發(fā)現(xiàn)，最為簡(jiǎn)潔和便利的方法應(yīng)該是用步進(jìn)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(yīng)速度，占用的掃描時(shí)間也較短，這是由于其具有最少的程序步數(shù)。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(tài)繼電器知識(shí)和理論。

總體而言，以上3種轉(zhuǎn)換方法都比較實(shí)用，也能夠達(dá)到將順序功能圖轉(zhuǎn)化為梯形圖的目的，在具體選擇時(shí)還要參考實(shí)際情況。

4 結(jié)束語

我國(guó)的可編程序控制器的發(fā)展非常迅速，其應(yīng)用范圍也越來越廣，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。在各種可編程序控制器中都可以應(yīng)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(duì)固化的對(duì)應(yīng)關(guān)系。編程人員應(yīng)該對(duì)每一種編程模式進(jìn)行一定的了解并對(duì)其要點(diǎn)和關(guān)鍵因素進(jìn)行掌握，不斷提高自身的順序控制程序編寫能力，推進(jìn)我國(guó)可編程序控制器的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]馬漢偉.淺析可編程序控制器的編程方法[J].現(xiàn)代制造技術(shù)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(diǎn)及其發(fā)展動(dòng)向[J].科技傳播，2016（8）.