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1、PLC 使用中若干难点分析使用中若干难点分析PLC 的控制方式属于存储程序控制，其控制功能是通过存放在存储器内的程序来实现的，若要对控制功能作必要修改，只需改变控制程序即可，这就实现了控制的软件化。可编程控制器的优点在于“可“字，从软件来讲，其控制程序可编辑、可修改；从硬件上讲，其外部设备配置可变。构建一个 PLC 控制系统的重心就在于控制程序的编制，但外部设备的选用也将对程序的编制产生影响。因此在进行程序设计时应结合实际需要，硬、软件综合考虑。本文就硬、软两方面，选取梯形图为编程语言，以松下电工 FPO-C32 型 PLC 为例，对 PLC 使用过程中易出现的几个问题及解决方法进行了分析。一
2、、外部输入设备的选用与一、外部输入设备的选用与 PLC 输入继电器的使用输入继电器的使用1. 外部输入信号的采集PLC 的外部设备主要是指控制系统中的输入输出设备，其中输人设备是对系统发出各种控制信号的主令电器，在编写控制程序时必须注意外部输入设备使用的是常开还是常闭触点，并以此为基础进行程序编制。否则易出现控制错误。在 PLC 内部存储器中有专用于输入状态存储的输入继电器区，各输入设备（开关、按钮、行程开关或传感器信号）的状态经由输入接口电路存储在该区域内，每个输入继电器可存储一个输入设备状态。PLC 中使用的“继电器“并非实体继电器，而是“软继电器“，可提供无数个常开、常闭触点用于编程。每
3、个“软继电器“仅对应 PLC 存储单元中的一位（bit），该位状态为“1“，表示该“软继电器线圈“通电，则程序中所有该继电器的触点都动作。输入继电器作为 PLC 接收外部主令信号的器件，通过接线与外部输入设备相联系，其“线圈“状态只能由外部输入信号驱动。输入信号的采集工作示意图如图 1。输入继电器线圈其状态取决于外部设备状态图 1 PLC 输入信号采集示意图图 1 中，输入设备选用的是按钮 SB0 的常闭触点，输入继电器 X0 的线圈状态取决于SB0 的状态。该按钮未按下时，输入继电器 X0 线圈状态为“1“通电状态，程序中所有 X0触点均动作，即常开触点接通，常闭触点断开；若按下该按钮，则输
4、入继电器 X0 线圈状态为“0“断电状态，程序中所有 X0 触点均恢复常态。如果输入继电器连接的输入设备是按钮 SB0 的常开触点，则情况恰好相反：在该按钮未按下时，输入继电器 X0 线圈状态为“0“断电状态，程序中所有 X0 触点均不动作；若按下该按钮，输入继电器 X0 线圈状态为“1“通电状态，程序中所有 X0 触点均动作。2. 停车按钮使用常闭型由于 PLC 在运行程序判别触点通断状态时，只取决于其内存中输入继电器线圈的状态，并不直接识别外部设备，因此编程时，外部设备的选用与程序中的触点类型密切相关。这是一个在对照电气控制原理图进行 PLC 编程时易出现的问题。最典型的例子是基本控制-“
5、起保停控制“中的停车控制。图 2 “起保停控制“电气原理图图 2 为“起保停控制“电气原理图，在该系统中，按钮 SB0 用于停车控制，因此使用其常闭触点串联于控制线路。SBl 为起动按钮，使用其常开触点。若使用相同的设备（即停车 SB0 用常闭触点，起动 SBl 用常开触点），利用 PLC 进行该控制，则需编程梯形图程序（图 3）：图 3 “起保停控制“梯形图程序（停车按钮使用常闭触点）I/O 分配：SB0-X0，SBl-Xl，输出 Y0该梯形图中停车信号 X0 使用的是常开触点串联在控制线路中，这是因为外部停车设备选取按钮常闭触点所致，不操作该按钮，则输出 Y0 正常接通，若按下该按钮，输出
6、 Y0 断电。3. 停车按钮使用常开型若希望编制出符合我们平时阅读习惯的梯形图程序（图 4），则在选用外部停车设备时需使用按钮 SB0 的常开触点与 X0 相连。图 4 “起保停控制“梯形图程序（停车按钮使用常开触点）I/O 分配：SB0-X0，SBl-Xl，输出 Y0图 3、4 梯形图完成相同的控制功能，程序中停车信号 X0 使用的触点类型却不相同，其原因就是连接在输入继电器 X0 上的外部停车按钮触点类型选用不同。图 4 所示梯形图程序更加符合我们的阅读习惯，也更易分析其逻辑控制功能，因此在 PLC 构成控制系统中，外部开关、按钮无论用于起动还是停车，一般都选用常开型，这是一个在使用 PL
7、C 时需要格外注意的问题。二、二、PLC 的的“串行串行“运行方式与控制程序的编制运行方式与控制程序的编制PLC 与继电接触器控制的重要区别之一就是工作方式不同。继电接触器控制系统是按“并行“方式工作的，也就是说是按同时执行的方式工作的，只要形成电流通路，就可能有几个电器同时动作。而 PLC 是以“串行“方式工作的，PLC 在循环执行程序时，是按照语句的书写顺序自上而下进行逻辑运算，而前面逻辑运算的结果会影响后面语句的逻辑运算结果。因此梯形图编程时，各语句的位置也会对控制功能产生关键影响。例如：图 5 程序 1程序 1 调试结果：X0 接通 3 次，Y3 接通，X0 再接通 1 次，Y3 断开
8、。图 6 程序 2程序 2 程序调试结果X0 接通 3 次，Y3 接通瞬间即断开。上面两个程序中，输出 Y3、计数器 CTl02 及内部通用继电器 R0 前面的逻辑条件均相同，仅仅是计数器 CTl02 所在语句位置发生了变化，而两段程序的运行结果就截然不同。这是因为 CTl02 对输出 Y3 的影响方式发生了变化。执行第一段程序时，将首先判断输出Y3 的状态，再判断 CTl02 的状态，CTl02 的状态变化只能在下一个扫描周期对 Y3 产生影响；而执行第二段程序时，将首先判断 CTl02 的状态，再判断输出 Y3 的状态，CTl02 的状态变化将在该扫描周期直接影响 Y3 的状态。从以上讨论
9、可以得出，由于 PLC 采用“串行“工作方式，所以即使是同一元件，在梯形图中所处的位置不同，其工作状态也会有所不同，因此在利用梯形图进行控制程序编制时，应对控制任务进行充分分析，合理安排各编程元件的位置，才能够更为准确地实现控制。三、三、PLC 的编程元件的编程元件PLC 的各种功能主要是通过运行控制程序来实现。编制程序时，需要合理使用 PLC提供的编程元件（即软元件）。FPO 型 PLC 中常用的编程元件有两种：位元件（bit）和字元件（word）。位元件实际上是 PLC 内存区域所提供的一个二进制位单元，又被称为软继电器，主要用作基本顺序指令的编程元件，如输入继电器 Xn、输出继电器 Yn
10、、内部通用继电器 Rn、定时（计数）器等，其参与控制的方式主要是通过对应触点的通断状态改变影响逻辑运算结果即输出。字元件则为 PLC 内存区域内的一个字单元（16bit），主要用作功能指令和高级指令的编程元件，通常用以存放数据，如数据寄存器 DTn，定时(计数)器的设定值 SVn、经过值EVn 等。字元件没有触点，通常以整体内容参与控制。值得注意的是内存中的输入（X）区、输出（Y）区和内部通用（R）区，该区中的每个 bit 均可用作位元件，而且每 16bit 可构成一个字元件，如 WRIO 即是由 16 个位元件R100R10F 构成的字元件，该字元件中的内容一旦发生变化，这 16 个位的状态
11、也随之发生改变。如：图 7 编程元件示例程序图 7 所示程序中，WR0 即为字元件，是左移位指令 SR 的编程元件，而 Y0 为输出软继电器的线圈，X0、X1、X2、X3 则为输人软继电器的触点，其中第 4 步的 R4 触点为位元件 R4 的常开触点，而位元件 R4 又是字元件 WR0 中的一位，因此其状态受限于 WR0的移位结果。四、顺序控制多步同输出的编程方法四、顺序控制多步同输出的编程方法顺序控制是生产现场常见的一类控制任务，步进指令是 PLC 指令库中专用于顺序控制的。步进指令编程时，根据工艺流程将程序划分为一个个独立的程序段，执行时，CPU严格按梯形图编程顺序，只有执行完前一段程序后
12、才能激活下一段程序，并在下一段程序执行之前，将前面程序段复位。并且在语法上要求各程序段所使用的输出不允许重复。这在解决顺序控制任务中有多步同输出的情况时，就带来了一定的困难。借助于内部通用继电器可方便解决这一难题。如某一顺序控制任务如以下流程图（图 8）所示。图 8 某机械手动作流程图从机械手动作流程图可以看出，这个控制任务每个循环的工作可以划分为八步，其中第 1 步与第 5 步动作相同，均为上升；第 3 步和第 7 步动作相同，均为下降。在利用步进指令进行编程时，这两个工步所对应的程序段的输出不能直接设置为 Y3、Y4，同一个输出使用两次则会出现语法错误。这时应考虑使用用于存储中间状态的内部
13、通用继电器 Rn来解决这个问题。如图 7 所示梯形图程序，其中 R1、R5 分别被定义为第 1 步与第 5 步的输出，R3、R7 分别被定义为第 3 步与第 7 步的输出，在步进结束后再将 R1、R5 的状态输出到上升 Y3，将 R3、R7 的状态输出到下降 Y4，通过这样的方法可方便解决顺序控制任务中若干工步输出相同的问题。图 9 机械手控制梯形图五、结束语五、结束语初学者对于 PLC 的基本应用易于掌握，但要做到灵活使用仍需对一些技术难点和使用技巧深刻理解。在编程之前，要对控制任务进行认真分析，合理选择外部设备和编程元件，并以此为基础进行编程；在编程过程中，如能灵话巧妙地使用编程元件，合理地进行程序编排，可使程序逻辑清楚，可读性增强。
