鄭州繼飛機電設(shè)備有限公司

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順序控制梯形圖的編程方式是指根據(jù)系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計梯形圖的方法

本章主要介紹使用STL指令和起保停電路的編程方式，以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式和仿STL指令的編程方式

繪制順序功能圖時的注意事項

1）步與步之間不能直接相連，安裝電氣柜，必須用一個轉(zhuǎn)換條件將它們隔開；  

2）轉(zhuǎn)換條件與轉(zhuǎn)換條件之間也不能直接相連，必須用一個步將它們隔開；

3）順序功能圖中的初始步一般對應(yīng)于系統(tǒng)等待起動的初始狀態(tài)，這一步可能沒有輸出，調(diào)試電氣柜，只是做好預(yù)備狀態(tài)；

6.1使用STL指令的編程方式

6.1.1單序列的編程方式

STL指令：步進梯形指令

RET：使STL復(fù)位的指令，使LD點返回左側(cè)母線

狀態(tài)S的使用：

S0-S9用于初始步

S10-S19用于返回原點

S20-S499通用狀態(tài)

S500-S899有斷電保持功能

S900-S999用于報警

  注意：用S編制順序控制程序時，應(yīng)與步進指令一起使用。使用STL指令

的狀態(tài)的常開觸點稱為STL觸點，它在梯形圖中的符號如下圖所示

3PLC只執(zhí)行活動步對應(yīng)的電路塊，不同的STL觸點可以分別驅(qū)動同一編程

元件的1個線圈。但是同一元件的線圈不能在可能同時為活動步的STL區(qū)內(nèi)

出現(xiàn)，在有并行序列的順序功能圖中，應(yīng)特別注意

4STL觸點驅(qū)動的電路中不能使用MC和MCR指令

5在中斷程序與子程序內(nèi)，不能使用STL指令

6狀態(tài)器S編號不能重復(fù)使用

7STL觸點斷開時，與其相連的回路不動作，一個掃描周期后不再執(zhí)行STL

指令

8 定時器線圈與輸出線圈一樣，也可在不同的狀態(tài)時間對同一定時器軟件編程，但是，在相鄰狀態(tài)下對同一定時器編程時，則狀態(tài)轉(zhuǎn)移時定時器線圈不斷開，當(dāng)前值不能復(fù)位，因此需要注意在相鄰狀態(tài)不要對同一定時器編程

補充：狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

一個控制過程可以分為若干個階段，這些階段稱為狀態(tài)。狀態(tài)與狀態(tài)之間由轉(zhuǎn)換條件分隔，相鄰的狀態(tài)具有不同的動作，當(dāng)相鄰兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件得到滿足時，相鄰狀態(tài)就實現(xiàn)轉(zhuǎn)換，即上面的動作結(jié)束下面的動作開始，描述這一狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程的圖就稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

狀態(tài)器軟器件S是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本元素，共有1000點電氣柜

步進梯形圖指令的特點

步進梯形指令僅對狀態(tài)器S有效，但是對于用作一般輔助繼電器的狀態(tài)器S，則不能采用STL指令，而只能采用基本指令。在STL指令后，只能采用SET和RST指令作為狀態(tài)器S的置位或復(fù)位輸出。STL與LD指令比較

轉(zhuǎn)移源自自動復(fù)位：采用STL指令，當(dāng)狀態(tài)器S接通時，順序控制轉(zhuǎn)移狀態(tài)器S的相繼狀態(tài)，同時，轉(zhuǎn)移源狀態(tài)器S自動復(fù)位

允許雙重輸出：由于STL指令具有轉(zhuǎn)移源自動復(fù)位功能，因此STL指令允許雙重甚至多重輸出，

主控功能：使用STL指令，取指令LD移到右邊，使用RET指令后，取指令返回到原來的母線上。

6.3.6各種編程方式的比較電氣柜

1 編程方式的通用性電氣柜

2 不同編程方式設(shè)計的程序長度比較

3 電路結(jié)構(gòu)及其他方面的比較電氣柜

1、CPU異常：

CPU異常報警時，應(yīng)檢查CPU單元連接于內(nèi)部總線上的所有器件。具體方法是依次更換可能產(chǎn)生故障的單元，找出故障單元，并作相應(yīng)處理。

2、存儲器異常：

存儲器異常報警時，如果是程序存儲器的問題，通過重新編程后還會再現(xiàn)故障。這種情況可能是噪聲的干擾引起程序的變化，否則應(yīng)更換存儲器。

3、輸入/輸出單元異常、擴展單元異常:

發(fā)生這類報警時，應(yīng)首先檢查輸入/輸出單元和擴展單元連接器的插入狀態(tài)、電纜連接狀態(tài)，維修電氣柜，確定故障發(fā)生的某單元之后，再更換單元。

4、不執(zhí)行程序 ： 一般情況下可依照輸入---程序執(zhí)行---輸出的步驟進行檢查

（1）輸入檢查是利用輸入LED指示燈識別，或用寫入器構(gòu)成的輸入監(jiān)視器檢查。當(dāng)輸入LED不亮?xí)r，可初步確定是外部輸入系統(tǒng)故障，再配合萬用表檢查。如果輸出電壓不正常，就可確定是輸入單元故障。當(dāng)LED亮而內(nèi)部監(jiān)視器無顯示時，則可認(rèn)為是輸入單元、CPU單元或擴展單元的故障。

（2）程序執(zhí)行檢查是通過寫入器上的監(jiān)視器檢查。當(dāng)梯形圖的接點狀態(tài)與結(jié)果不一致時，則是程序錯誤（例如內(nèi)部繼電器雙重使用等)，或是運算部分出現(xiàn)故障。

（3）輸出檢查可用輸出LED指示燈識別。當(dāng)運算結(jié)果正確而輸出LED指示錯誤時，則可認(rèn)為是CPU單元、1/0接口單元的故障。當(dāng)輸出LED是亮的而無輸出，則可判斷是輸出單元故障，或是外部負(fù)載系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。

另外，由于PLC機型不同，1/0與LED連接方式的不一樣（有的接于1/0單元接口上，有的接于1/0單元上）。所以，根據(jù)LED判斷的故障范圍也有差別。

5、部分程序不執(zhí)行 ： 檢查方法與前項相同

但是，如果計數(shù)器、步進控制器等的輸入時間過短，則會出現(xiàn)無響應(yīng)故障，這時應(yīng)該校驗輸入時間是否足夠大，校驗可按輸入時間

6、電源的短時掉電，程序內(nèi)容也會消失 ：

（1）這時除了檢查電池，還要進行下述檢查

（2）通過反復(fù)通斷PLC本身電源來檢查。為使微處理器正確啟動，PLC中設(shè)有初使復(fù)位點電路和電源斷開時的保存程序電路。這種電路發(fā)生故障時，就不能保存程序。所以可用電源的通、斷進行檢查。

（3）如果在更換電池后仍然出現(xiàn)電池異常報警，就可判定是存儲器或是外部回路的漏電流異常增大所致。

（4）電源的通斷總是與機器系統(tǒng)同步發(fā)生，這時可檢查機器系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲影響。因為電源的斷開是常與機器系統(tǒng)運行同時發(fā)生的故障，絕大部分是電機或繞組所產(chǎn)生的強噪聲所致。

7、PROM不能運轉(zhuǎn) ： 先檢查PROM插入是否良好，然后確定是否需要更換芯片

8、電源重新投入或復(fù)位后，動作停止： 這種故障可認(rèn)為是噪聲干擾或PLC內(nèi)部接觸不良所致。噪聲原因一般都是電路板中小電容容量減小或元件性能不良所致，對接觸不良原因可通過輕輕敲PLC機體進行檢查。還要檢查電纜和連接器的插入狀態(tài)。

1、編程需要堅強的毅力和足夠的耐心

人各有所長。有些人把編程看作一項冗長而枯燥的工作；有些人把編程看作一項趣味的智力游戲。如果你是前者，強 烈建議你遠(yuǎn)離這份工作。畢竟編程工作是對人的毅力和耐心的挑戰(zhàn)。我所在實驗室中，很多學(xué)生看到我編程序就會驚 訝于我面對這一堆堆符號所表現(xiàn)出的專注。其實，這是興趣使然。興趣使我具備了足夠的毅力和耐心。經(jīng)過無數(shù)次失敗后，當(dāng)看到一個個符號按我的思路整齊的排列， PLC 按我的要求有條不紊的運行時，興趣得到了極大的滿足，如同打通了一個游戲的關(guān)口。所以，我告訴這些學(xué)生：你們看到的是一堆枯燥怪異的符號，我看到的卻是一群熱情奔放的 舞者，而我則是她們的導(dǎo)演。

2、編程需要敢于實踐的信心

我曾經(jīng)教過一個學(xué)生學(xué) AutoCAD ，我對她的要求就是實踐。我告訴她：你隨便怎么操作，大不了一張圖重畫； 壞的結(jié)果是系統(tǒng)崩潰， 沒關(guān)系，系統(tǒng)重做， 再來；只要電腦沒被砸了， 怎么都行。 兩年后，滎陽電氣柜， 我再看到她做的 CAD 圖紙， 也自嘆不如。

同樣道理， 只有不斷地在 PLC 上運行這些指令， 觀察運行的結(jié)果， 才能弄清 PLC 指令的作用。 很多初學(xué)者對 PLC 一臉

的迷茫，往往是出于一種畏懼，擔(dān)心損壞設(shè)備。而這些畏懼是沒有任何道理的。仔細(xì)的閱讀手冊是非常重要的，但是 僅靠讀書是成不了一個工程師的。更何況手冊上的內(nèi)容并非面面俱到。我在接觸到那些不熟悉的指令時，喜歡單獨編

一個小程序，讓 PLC 運行。然后逐個修改條件，觀察運行的結(jié)果（ MicroWin 為用戶提供了非常好的監(jiān)控手段） ，反過來再重新理解手冊的描述，這樣就可以非常直觀的理解這些指令的作用和使用方法。不必?fù)?dān)心自己寫的程序會有什么問題，會影響 PLC 的正常工作。程序有沒有問題，只有讓 PLC 運行了才能發(fā)現(xiàn)。而發(fā)現(xiàn)問題并解決問題就是對自己能力的提高。撇開硬件操作不談，單就軟件來說，我還真沒有遇到過由于軟件問題而損壞 PLC 的事。在這里不必?fù)?dān)心繼電器電路接錯線可能造成的后果。所以，大膽的實踐是 PLC 編程的必由之路。

當(dāng)然，大膽實踐并不是野蠻操作，而是必須遵循必要的規(guī)范。還有一個要注意的，在程序未經(jīng)可靠性證實之前，千萬 不要掛接負(fù)載，以免造成不必要的損失。數(shù)字量的輸出有 LED 顯示；而模擬量處理可以采用一些硬件或軟件模擬手段 來解決。

3、編程需要有縝密的邏輯思維

編程本身就是一種邏輯思維過程。在高ji語言中，常用的是 if then else 、select 這些條件判別語句，這就是邏輯中的因果關(guān)系。 PLC 程序就是由這些因果關(guān)系組成的：判別條件是否成立，進而決定執(zhí)行相應(yīng)的指令。 PLC 是用來替代繼電器邏輯電路的，所以繼承了繼電器電路以觸點作為觸發(fā)條件的描述方式。在 PLC 中，以虛擬觸點代替了繼電器的金屬觸點，而繼電器電路所表達的邏輯關(guān)系還是被完整的保留下來。即使引入了繼電器電路難以勝任的數(shù)值處理過程， PLC 從根本上還是在執(zhí)行一個個因果關(guān)系。所以，理順對象的各個事件之間的邏輯關(guān)系，是編程之前必須精心做好的準(zhǔn)備工作。我在接到一項任務(wù)后，先整理出一份邏輯關(guān)系圖，與用戶反復(fù)商討，取得用戶的認(rèn)可， 然后才真正進入程序的編寫程。

4、不可或缺的相關(guān)知識

PLC 的程序是直接作用于對象的具體工藝過程，那么對對象具體工藝過程的理解是非常重要的的。我在與用戶的交流過程中，會用我所掌握的 Unit Operation 的知識分析用戶的工藝過程，協(xié)助用戶整理過程控制中的各個邏輯關(guān)系，甚至包括各種 儀表、硬件的配置。這得益于我原本所學(xué)的專業(yè)。當(dāng)然，不能要求所有搞 PLC 程序的工程師都有我這樣的經(jīng)歷。但是有兩門知識卻是不可或缺的：一是過程 儀表的硬件知識，包括傳感器、變送器（二次 儀表）和 PLC 本身，這是構(gòu)建控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)；二是過程控制理論，包括各種控制模型的原理和應(yīng)用，其中重要的是二位調(diào)節(jié)和 PID 調(diào)節(jié) 模型。 PID 調(diào)節(jié)是目前用得廣泛的過程控制手段，且變化多端。學(xué)習(xí) PID 的方法就是讀書。幾乎所有講解過程控制的書籍都有關(guān)于 PID 的內(nèi)容，多讀基本相關(guān)的書籍對理解 PID 是很有益處的。 我發(fā)現(xiàn)不少朋友在進入 PLC 領(lǐng)域時，缺乏這些相關(guān)知識。這并不可怕；可怕的是當(dāng)事者不能靜下心來彌補知識的缺陷。我們不要怪罪學(xué)校沒有教這些內(nèi) 容，而是要注重自己如何去學(xué)習(xí)這些知識。工作中遇到的許多問題是學(xué)校里沒講過的，這不能成為我們拒絕工作的理 由，而應(yīng)該以積極的態(tài)度去應(yīng)對這些問題。我的體會是，為了解決工作中的問題而學(xué)習(xí)的知識，比課堂上學(xué)的東西更 容易記住。

5、養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣

每個人編程都會有不同的習(xí)慣和特點，不能強求一致。但是一些好的習(xí)慣還是應(yīng)該為大多數(shù)人所遵循。一是理順邏輯 關(guān)系、時序關(guān)系，編制程序框圖；二是合理分配主程序、子程序和中斷程序；三是合理分配寄存器，編制寄存器符號 表。

PLC 編程更接近于單片機，或者說 PLC 就是模塊化的單片機。因此 PLC 的很多操作都是直接針對寄存器的，如果在程序中出現(xiàn)不合理的寄存器地址重疊， 一定會出現(xiàn)不可預(yù)想的后果。 編制寄存器符號表不僅可以避免上述問題 （MicroWin 會有問題提示） ，而且可以使程序具備更好的可讀性。這和 VB 中定義變量有異曲同工之處。

VB 編程中關(guān)注的是事件，不強調(diào)主程序和子程序的觀念，因為 VB 主程序的工作是由 PC 的操作系統(tǒng)完成的。 PLC 則不然。PLC 程序是以主程序為主干的， CPU 不斷的循環(huán)執(zhí)行主程序， 只有觸發(fā)條件成立時才會調(diào)用子程序或中斷程序。即子程序和中斷程序所執(zhí)行的任務(wù)不是全時需要的。如果把這些任務(wù)都放在主程序中會無端增加主程序的工作量，降 低程序的效率。這點和單片機的編程思路是一致的。子程序的使用可以使整個程序的邏輯更清晰。而且子程序可以分 開編寫、調(diào)試，后 “安裝 ”到主程序上。這樣你可以一個一個解決問題。

PLC 編程，無論是 LAD ，抑或 STL，都不如 VB 那么直觀、有趣，更不如 CAD 那么形象。但比單片機的匯編語言的可視性強多了。對于初學(xué)者， LAD （梯形圖）的編程相對直觀，更容易上手。

后， PLC 提供了豐富的指令、模塊，比單片機方便了很多。但是初學(xué)者編程時應(yīng)盡量先使用簡單的指令達到目的。

盡管看上去有點土，卻不失為一個入門的好途徑，且對你理解那些較為復(fù)雜的指令會有幫助。具備了一定經(jīng)驗后，應(yīng) 該考慮掌握復(fù)雜指令的應(yīng)用，以及程序的優(yōu)化。