plc編程入門的學習方法

初學的時候，學校還沒有plc。我和企業(yè)的技術人員一起，做了一些plc控制的項目，還為企業(yè)翻譯過西門子的s5-135u的技術資料，對plc有了比較深入的了解。

對plc基本上心里有數(shù)后，我準備在學校開設plc課程。當時國內還沒有一本plc教材，只有自己編寫。剛開始編寫的時候心里完全沒數(shù)，連教材大致應該有什么樣的結構都不知道。

我在工廠工作的時候，曾經(jīng)閱讀過一些非常復雜的控制電路，里面的邏輯關系七拐八繞，就像一團亂麻，如果沒有說明書，休想把它看懂。顯然，復雜的繼電器控制電路的設計更為困難。

plc當時主要用來替代繼電器控制，plc的梯形圖與繼電器非常接近。如果還是沿用繼電器電路的設計方法來設計梯形圖，程序設計將會成為plc推廣應用的最大障礙。因此我在寫教材的時候，重點放在plc的程序設計方法上。

我希望能找到繼電器控制電路的設計方法，供plc的程序設計參考。當時有關的書籍極少，我在學校圖書館只找到一本文革前出版的工廠控制的書籍，里面講了一種繼電器電路的“經(jīng)驗設計法”。

經(jīng)驗設計法是在一些典型電路的基礎上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善電路。有時需要多次反復地調試和修改電路，增加一些觸點或，最后才能得到一個較為滿意的結果。這種設計方法沒有普遍的規(guī)律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，最后的結果不是惟一的，設計所用的時間、設計的質量與設計者的經(jīng)驗有很大的關系。這個所謂的設計方法只能意會、不能言傳，沒法推廣普及。

后來我閱讀了多個廠家的plc用戶手冊和大量的外文資料，一種先進的設計方法浮現(xiàn)在我的眼前，這就是順序控制設計法。在美國的《control engineering》雜志上，找到一篇法國te公司一個工程師寫的介紹順序控制的論文。一些plc用戶手冊也介紹了使用專用指令或專用編程元件的順序控制設計法。使用順序控制設計法時，首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。

我在圖書館找到了1986年頒布的順序功能圖的國家標準（gb 6988.6-86），順序功能圖當時被翻譯為功能表圖（function chart）。

在iec的語言標準（iec 61131-3）中，順序功能圖（sequential function chart）被確定為plc位居首位的編程語言。有的plc有順序功能圖語言，例如s7-300/400的s7-graph。但是有相當多的plc（包括s7-200）沒有配備順序功能圖語言，為此我開發(fā)了多種根據(jù)順序功能圖設計梯形圖的編程方法，包括使用起保停電路的編程方法、使用置位/復位指令的編程方法、仿stl指令的編程方法、使用鎖存繼電器的編程方式和使用移位寄存器的編程方法，我的教材還介紹了使用s7-200的順序控制繼電器指令和使用三菱的stl指令的編程方法。前3種方法可用于任意型號的plc。

實際上只要掌握了一種通用的編程方法就可以了。我比較喜歡使用置位/復位指令的編程方法，這種編程方法的規(guī)則簡單，形象直觀，容易掌握。我在德國發(fā)現(xiàn)德國的教授編寫的教材也使用這種編程方法。

具有多種工作方式的順序控制程序是設計中的難點，在我編寫的教材里用實例介紹了這種系統(tǒng)的編程方法。此外我還用組態(tài)軟件和西門子的simit軟件開發(fā)了plc的被控對象的仿真畫面和程序，可用于調試plc的順序控制程序。

順序控制設計法是一種先進的設計方法，很容易被初學者接受，對于有經(jīng)驗的工程師，也會提高設計的效率，程序的調試、修改和閱讀也很方便。某企業(yè)有經(jīng)驗的電氣工程師用經(jīng)驗設計法設計某控制系統(tǒng)的梯形圖，花了兩周的時間。我改用順序控制設計法，只用了不到半天的時間，就完成了梯形圖的設計和模擬調試，現(xiàn)場試車一次成功。

有個技校的老師告訴我，他用我的教材中的順序控制設計法來指導參數(shù)市里的技能競賽的學生的培訓，學生經(jīng)培訓后基本上能保證拿到冠軍。

實際上在plc出現(xiàn)之前，就有順序控制器產(chǎn)品。我在一個輪胎廠看到過一種用來實現(xiàn)順序控制的脈沖繼電器。它有點像的換擋開關，其線圈每接收到一個脈沖電流，繼電器的活動觸點移動一個檔的位置。每一檔就是順序控制中的一步，一共有25檔。圓周上的固定觸點上下有4層，每一步可以控制4個不同的負載。用順序控制中的轉換條件的并聯(lián)電路來產(chǎn)生脈沖，實現(xiàn)步的活動狀態(tài)的轉換。這種產(chǎn)品有兩個問題：

1）容易出現(xiàn)觸點接觸不良的故障。

2）采用焊接的接線方式，更換脈沖繼電器非常麻煩。

在上世紀70年代，我看到過重慶某儀表廠生產(chǎn)的順序控制器，它由小規(guī)模數(shù)字和分立元件組成，可以用錐形孔和錐形插頭實現(xiàn)簡單的“編程”。80年代初我在一個汽車廠看到在他們在機床上使用這類控制器。plc出現(xiàn)后，上述兩種順序控制器自然成了文物。
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