如何選擇合適的編程方法

殷超

摘要：PLC技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要的地位，在職業(yè)技術(shù)教學(xué)中讓學(xué)生能夠進(jìn)行程序設(shè)計(jì)是教授的重點(diǎn)。本文探討了常用的兩種編程方法，并進(jìn)行了比較，以便讓學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中合理的選擇。

關(guān)鍵詞：PLC;經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法;順序控制設(shè)計(jì)法

上世紀(jì)60年代末，它不斷吸收微計(jì)算機(jī)技術(shù)使之功能不斷增強(qiáng)，逐漸適合復(fù)雜的控制任務(wù)。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)的飛速發(fā)展、微處理器的出現(xiàn)，以及流程加工行業(yè)（如汽車制造業(yè)）對生產(chǎn)流程迅速、頻繁變更的需求，PLC技術(shù)出現(xiàn)并快速發(fā)展。

目前，PLC在小型化、大型化、大容量、強(qiáng)功能等方面有了質(zhì)的飛躍，使早期的PLC從最初的邏輯控制、順序控制，發(fā)展成為具有邏輯判斷、定時、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信及PID回路調(diào)節(jié)等功能的現(xiàn)代PLC。

一、常用的編程方法

正是由于PLC技術(shù)在目前的工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)了極其重要的地位，因此在我校的多個專業(yè)都開設(shè)了PLC技術(shù)這門課。掌握PLC技術(shù)最終的目的是為了讓學(xué)生能夠進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，因此在常規(guī)的教學(xué)中所教授的設(shè)計(jì)方法包括經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、根據(jù)繼電器電路設(shè)計(jì)梯形圖和順序控制設(shè)計(jì)法三種。其中，根據(jù)繼電器電路設(shè)計(jì)梯形圖一般用于改造繼電器控制系統(tǒng)，在應(yīng)用中有一定的局限性，所以我們把經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和順序控制設(shè)計(jì)法作為教授的重點(diǎn)。下面我們先對這兩種方法做一下簡要的介紹：

1、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法顧名思義就是依據(jù)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)程序時，將生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動分成各自獨(dú)立的簡單運(yùn)動，分別設(shè)計(jì)這些簡單運(yùn)動的控制程序，再根據(jù)各自獨(dú)立的簡單運(yùn)動，設(shè)置必要的聯(lián)鎖和保護(hù)環(huán)節(jié)。這種設(shè)計(jì)方法要求設(shè)計(jì)者掌握大量的控制系統(tǒng)的實(shí)例和典型的控制程序。設(shè)計(jì)程序時，還需要經(jīng)過反復(fù)修改和完善，才能符合控制要求。

2、順序控制設(shè)計(jì)法

所謂順序控制設(shè)計(jì)法就是針對順序控制系統(tǒng)的一種專門的設(shè)計(jì)方法。這種設(shè)計(jì)方法很容易被初學(xué)者接受，對于有經(jīng)驗(yàn)的工程師，也會提高設(shè)計(jì)的效率，程序的調(diào)試、修改和閱讀也很方便。PLC的設(shè)計(jì)者們?yōu)轫樞蚩刂葡到y(tǒng)的程序編制提供了大量通用和專用的編程元件，開發(fā)了專門供編制順序控制程序用的功能表圖，使這種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法成為當(dāng)前PLC程序設(shè)計(jì)的主要方法。

二、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法與順序控制設(shè)計(jì)法的比較

以上對兩種編程方法做了一下描述，不難發(fā)現(xiàn)這兩種方法各有各的好處。下面我們以例子的形式來看看他們自己的優(yōu)缺點(diǎn)。

假設(shè)小車開始時停在左限位開關(guān)SQ1處，按下右行起動按鈕SB1，小車右行，到達(dá)限位開關(guān)SQ2處時停止運(yùn)動，10s后定時器的定時時間到，小車自動返回起始位置。

首先采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法來看看如何設(shè)計(jì)：

為了使小車向右的運(yùn)動自動停止，將右限位開關(guān)對應(yīng)的I0.4的常閉觸點(diǎn)與控制右行的Q0.0的線圈串聯(lián)。為了在右端使小車暫停10s，用I0.4的常開出點(diǎn)來控制定時器T37的線圈，T37的定時時間到時，其常開觸點(diǎn)閉合，給控制Q0.1的起保停電路提供起動信號，使q0.1線圈通電，小車自動返回。小車離開SQ2所在位置后，I0.4的常開觸點(diǎn)斷開?；氐絊Q1所在位置時，I0.3的常閉觸點(diǎn)斷開，使Y0.1的線圈斷電，小車停在起始位置。

梯形圖如下圖所示：

下面我們再來看看用順序控制來編程。根據(jù)題目要求我們可以編寫出下面的順序功能圖以及梯形圖。

從兩種編程方式不難看出：

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法所編程序看起來較為簡潔，但需要學(xué)生具有一定的對問題的理解和分析能力，經(jīng)驗(yàn)的多少決定了所編寫程序的好壞，并且在編寫的過程中還需要經(jīng)過反復(fù)修改和完善，才能符合控制要求。因此，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法對學(xué)生來說是一種能力的體現(xiàn)，這在學(xué)生在日后的工作中可以不斷加強(qiáng)。順序控制設(shè)計(jì)法，雖然看起來很麻煩，但通過順序控制圖可以很明朗的了解控制過程，學(xué)生只需要知道控制的先后次序便能很快的編寫出循序控制圖，因此，這種方法比較容易讓初學(xué)的學(xué)生掌握。

順序功能圖雖然簡單，但是使用SCR編程有些問題需要引起重視。

1、控制過程必須一步一步的運(yùn)行，中間需要滿足轉(zhuǎn)換條件才能跳轉(zhuǎn)，如果因?yàn)槟承﹩栴}需要緊急停車，這時該如何處理呢？比如上面所舉得例子，我們看到停車按鈕和過載保護(hù)在順序控制中并沒有體現(xiàn)出來，而這在實(shí)際生產(chǎn)中是必不可少的組成部分，因此在順序控制中我們還提到了一種使用中間繼電器替代狀態(tài)繼電器的方法——使用起保停電路的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)法。在這種方法中我們只需要將每個中間繼電器線圈端加上所要的停止條件即可，而不需要像SCR中那樣，一遇到停止就返回初始步，這樣減少了很多不必要的麻煩。

2、在SCR中由于一步一步之間都是獨(dú)立的，因此有些輸出元件可能在控制過程中多次得電，我們一般都采用了置位復(fù)位指令以減少某一線圈的多次輸出，那么在遇到隨時停止時，要注意不僅要將中間繼電器斷電，同時還要將電路中所有的帶置位指令的元件全部復(fù)位。

3、使用SCR指令一定要注意，程序執(zhí)行完畢后必須返回初始，否則最后一個單元會不斷的執(zhí)行下去。

總之，不論是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法還是順序控制設(shè)計(jì)法，各有各的優(yōu)點(diǎn)，各有各的缺點(diǎn)，因此我們在教學(xué)過程中應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的掌握情況，實(shí)時的改變教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)，力保學(xué)生能過掌握到一種適合自己的編程方式，以備工作之需。

參考文獻(xiàn)

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[4]何獻(xiàn)忠.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)，清華大學(xué)出版社，2007

（作者單位：武漢技師學(xué)院）