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，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“經驗設計法”。

經驗設計法是在一些典型電路的基礎上，根據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，首先根據系統(tǒng)的工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據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)有經驗的電氣工程師用經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市里的技能競賽的學生的培訓，學生經培訓后基本上能保證拿到冠軍。

實際上在plc出現之前，就有順序控制器產品。我在一個輪胎廠看到過一種用來實現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電路來產生脈沖，實現步的活動狀態(tài)的轉換。這種產品有兩個問題：

1）容易出現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的順序控制器，它由小規(guī)模數字和分立元件組成，可以用錐形孔和錐形插頭實現簡單的“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出現后，上述兩種順序控制器自然成了文物。
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