鄭州繼飛機(jī)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(jì)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(shí)的注意事項(xiàng)

1）步與步之間不能直接相連，安裝電氣柜，必須用一個(gè)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(gè)步將它們隔開；

3）順序功能圖中的初始步一般對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)等待起動(dòng)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(jìn)梯形指令

RET：使STL復(fù)位的指令，使LD點(diǎn)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(diǎn)

S20-S499通用狀態(tài)

S500-S899有斷電保持功能

S900-S999用于報(bào)警

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

的狀態(tài)的常開觸點(diǎn)稱為STL觸點(diǎn)，它在梯形圖中的符號(hào)如下圖所示

3PLC只執(zhí)行活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的電路塊，不同的STL觸點(diǎn)可以分別驅(qū)動(dòng)同一編程

元件的1個(gè)線圈。但是同一元件的線圈不能在可能同時(shí)為活動(dòng)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(diǎn)驅(qū)動(dòng)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(hào)不能重復(fù)使用

7STL觸點(diǎn)斷開時(shí)，與其相連的回路不動(dòng)作，一個(gè)掃描周期后不再執(zhí)行STL

指令

8 定時(shí)器線圈與輸出線圈一樣，也可在不同的狀態(tài)時(shí)間對(duì)同一定時(shí)器軟件編程，但是，在相鄰狀態(tài)下對(duì)同一定時(shí)器編程時(shí)，則狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)定時(shí)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(duì)同一定時(shí)器編程

補(bǔ)充：狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

一個(gè)控制過程可以分為若干個(gè)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(dòng)作，當(dāng)相鄰兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件得到滿足時(shí)，相鄰狀態(tài)就實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，即上面的動(dòng)作結(jié)束下面的動(dòng)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(diǎn)電氣柜

步進(jìn)梯形圖指令的特點(diǎn)

步進(jìn)梯形指令僅對(duì)狀態(tài)器S有效，但是對(duì)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(dòng)復(fù)位：采用STL指令，當(dāng)狀態(tài)器S接通時(shí)，順序控制轉(zhuǎn)移狀態(tài)器S的相繼狀態(tài)，同時(shí)，轉(zhuǎn)移源狀態(tài)器S自動(dòng)復(fù)位

允許雙重輸出：由于STL指令具有轉(zhuǎn)移源自動(dòng)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(jì)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(bào)警時(shí)，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(chǔ)器異常：

存儲(chǔ)器異常報(bào)警時(shí)，如果是程序存儲(chǔ)器的問題，通過重新編程后還會(huì)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(chǔ)器。

3、輸入/輸出單元異常、擴(kuò)展單元異常:

發(fā)生這類報(bào)警時(shí)，應(yīng)首先檢查輸入/輸出單元和擴(kuò)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(jìn)行檢查

（1）輸入檢查是利用輸入LED指示燈識(shí)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(shí)，則可認(rèn)為是輸入單元、CPU單元或擴(kuò)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(diǎn)狀態(tài)與結(jié)果不一致時(shí)，則是程序錯(cuò)誤（例如內(nèi)部繼電器雙重使用等)，或是運(yùn)算部分出現(xiàn)故障。

（3）輸出檢查可用輸出LED指示燈識(shí)別。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果正確而輸出LED指示錯(cuò)誤時(shí)，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(jī)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(xiàng)相同

但是，如果計(jì)數(shù)器、步進(jìn)控制器等的輸入時(shí)間過短，則會(huì)出現(xiàn)無響應(yīng)故障，這時(shí)應(yīng)該校驗(yàn)輸入時(shí)間是否足夠大，校驗(yàn)可按輸入時(shí)間

6、電源的短時(shí)掉電，程序內(nèi)容也會(huì)消失 ：

（1）這時(shí)除了檢查電池，還要進(jìn)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(dòng)，PLC中設(shè)有初使復(fù)位點(diǎn)電路和電源斷開時(shí)的保存程序電路。這種電路發(fā)生故障時(shí)，就不能保存程序。所以可用電源的通、斷進(jìn)行檢查。

（3）如果在更換電池后仍然出現(xiàn)電池異常報(bào)警，就可判定是存儲(chǔ)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(jī)器系統(tǒng)同步發(fā)生，這時(shí)可檢查機(jī)器系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲影響。因?yàn)殡娫吹臄嚅_是常與機(jī)器系統(tǒng)運(yùn)行同時(shí)發(fā)生的故障，絕大部分是電機(jī)或繞組所產(chǎn)生的強(qiáng)噪聲所致。

7、PROM不能運(yùn)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(dòng)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(duì)接觸不良原因可通過輕輕敲PLC機(jī)體進(jìn)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(jiān)強(qiáng)的毅力和足夠的耐心

人各有所長。有些人把編程看作一項(xiàng)冗長而枯燥的工作；有些人把編程看作一項(xiàng)趣味的智力游戲。如果你是前者，強(qiáng) 烈建議你遠(yuǎn)離這份工作。畢竟編程工作是對(duì)人的毅力和耐心的挑戰(zhàn)。我所在實(shí)驗(yàn)室中，很多學(xué)生看到我編程序就會(huì)驚 訝于我面對(duì)這一堆堆符號(hào)所表現(xiàn)出的專注。其實(shí)，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(gè)個(gè)符號(hào)按我的思路整齊的排列， PLC 按我的要求有條不紊的運(yùn)行時(shí)，興趣得到了極大的滿足，如同打通了一個(gè)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(hào)，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(shí)踐的信心

我曾經(jīng)教過一個(gè)學(xué)生學(xué) AutoCAD ，我對(duì)她的要求就是實(shí)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(yùn)行這些指令， 觀察運(yùn)行的結(jié)果， 才能弄清 PLC 指令的作用。 很多初學(xué)者對(duì) 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(cè)是非常重要的，但是 僅靠讀書是成不了一個(gè)工程師的。更何況手冊(cè)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(shí)，喜歡單獨(dú)編

一個(gè)小程序，讓 PLC 運(yùn)行。然后逐個(gè)修改條件，觀察運(yùn)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(cè)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(huì)有什么問題，會(huì)影響 PLC 的正常工作。程序有沒有問題，只有讓 PLC 運(yùn)行了才能發(fā)現(xiàn)。而發(fā)現(xiàn)問題并解決問題就是對(duì)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(cuò)線可能造成的后果。所以，大膽的實(shí)踐是 PLC 編程的必由之路。

當(dāng)然，大膽實(shí)踐并不是野蠻操作，而是必須遵循必要的規(guī)范。還有一個(gè)要注意的，在程序未經(jīng)可靠性證實(shí)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(jìn)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(diǎn)作為觸發(fā)條件的描述方式。在 PLC 中，以虛擬觸點(diǎn)代替了繼電器的金屬觸點(diǎn)，而繼電器電路所表達(dá)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(gè)個(gè)因果關(guān)系。所以，理順對(duì)象的各個(gè)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(xiàng)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(jìn)入程序的編寫程。

4、不可或缺的相關(guān)知識(shí)

PLC 的程序是直接作用于對(duì)象的具體工藝過程，那么對(duì)對(duì)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(huì)用我所掌握的 Unit Operation 的知識(shí)分析用戶的工藝過程，協(xié)助用戶整理過程控制中的各個(gè)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(shí)卻是不可或缺的：一是過程 儀表的硬件知識(shí)，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(duì)理解 PID 是很有益處的。 我發(fā)現(xiàn)不少朋友在進(jìn)入 PLC 領(lǐng)域時(shí)，缺乏這些相關(guān)知識(shí)。這并不可怕；可怕的是當(dāng)事者不能靜下心來彌補(bǔ)知識(shí)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(shí)。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(duì)這些問題。我的體會(huì)是，為了解決工作中的問題而學(xué)習(xí)的知識(shí)，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(gè)人編程都會(huì)有不同的習(xí)慣和特點(diǎn)，不能強(qiáng)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(shí)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(hào) 表。

PLC 編程更接近于單片機(jī)，或者說 PLC 就是模塊化的單片機(jī)。因此 PLC 的很多操作都是直接針對(duì)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(huì)出現(xiàn)不可預(yù)想的后果。 編制寄存器符號(hào)表不僅可以避免上述問題 （MicroWin 會(huì)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(qiáng)調(diào)主程序和子程序的觀念，因?yàn)?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?yàn)橹鞲傻模?CPU 不斷的循環(huán)執(zhí)行主程序， 只有觸發(fā)條件成立時(shí)才會(huì)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(shí)需要的。如果把這些任務(wù)都放在主程序中會(huì)無端增加主程序的工作量，降 低程序的效率。這點(diǎn)和單片機(jī)的編程思路是一致的。子程序的使用可以使整個(gè)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(gè)一個(gè)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(jī)的匯編語言的可視性強(qiáng)多了。對(duì)于初學(xué)者， LAD （梯形圖）的編程相對(duì)直觀，更容易上手。

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

盡管看上去有點(diǎn)土，卻不失為一個(gè)入門的好途徑，且對(duì)你理解那些較為復(fù)雜的指令會(huì)有幫助。具備了一定經(jīng)驗(yàn)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。