摘要：本文基於運料小車自動往返順序控制的plc程式設計，提出五種plc程式設計方法，對各種設計方法的思路和特點，作了全面的闡述和歸納總結，並對它們進行了比較。
關鍵詞：plc，順序控制，順序功能圖，梯形圖，指令。
1引言在自動化生產線上，有些生產機械的工作台需要按一定的順序實現自動往返運動，並且有的還要求在某些位置有一定的時間停留，以滿足生產工藝要求。用plc程式實現運料小車自動往返順序控制，不僅具有程式設計簡易、方便、可靠性高等特點，而且程式設計方法多樣，便於不同層次設計人員的理解和掌握。本文以松下電工fp0系列plc為例，提出基於運料小車自動往返順序控制的五種plc程式設計方法。
2系統控制要求[1]
運料小車自動往返順序控制系統示意圖，如圖1所示，小車在啟動前位於原位a處，乙個工作週期的流程控制要求如下：
1）按下啟動按鈕sb1，小車從原位a裝料，10秒後小車前進駛向1號位，到達1號位後停8秒卸料並後退；
2）小車後退到原位a繼續裝料，10秒後小車第二次前進駛向2號位，到達2號位後停8秒卸料並再次後退返回原位a，然後開始下一輪迴圈工作；
3）若按下停止按鈕sb2，需完成乙個工作週期後才停止工作。圖3運料小車自動往返順序控制系統順序功能圖
4．1經驗設計法[3]
經驗設計法是根據生產機械的工藝要求和生產過程，在典型單元程式的基礎上，做一定的修改和完善。使用經驗設計法設計的梯形圖程式，如圖4所示。根據系統控制要求小車在原位a（x2）處裝料，在1號位（x3）和2號位（x4）兩處輪流卸料。
小車在乙個工作迴圈中有兩次前進都要碰到x3，第一次碰到它時停下卸料，第二次碰到它時要繼續前進，因此應設定乙個具有記憶功能的內部繼電器r1，區分是第一次還是第二次碰到x3。小車在第一次碰到x3和碰到x4時都應停止前進，所以將它們的常閉觸點與y2的線圈串聯，同時，x3的常閉觸點併聯了內部繼電器r1的常開觸點，使x3停止前進的作用受到r1的約束，r1的作用是記憶x3是第幾次被碰到，它只在小車第二次前進經過x3時起作用。它的起動條件和停止條件分別是小車碰到x3和x4，當小車第一次前進經過x3時，r1的線圈接通，使r1的常開觸點將y2控制電路中x3的常閉觸點短接，因此小車第二次經過x3時不會停止前進，直至到達x4時，r1才復位。
此外，將r1的另一對常開觸點與x0併聯，為第二次驅動y0裝料做準備。
圖5置位/復位指令設計的梯形圖
4．2置位/復位指令設計法
使用置位/復位指令設計的梯形圖程式，如圖5所示。在程式中，每個過程對應乙個內部繼電器，用前級步對應的內部繼電器的常開觸點與轉換條件對應的觸點串聯，作為後續步對應的內部繼電器置位的條件，用後續步所對應的內部繼電器的常開觸點，作為有前級步對應的內部繼電器復位的條件。如小車在原位a處，按下sb1，x0接通，r1置位驅動y0，開始裝料並定時，用r1的常開觸點與t0的常開觸點串聯作為r2的置位條件，用r2的常開觸點作為r1的復位條件，當定時時間一到，r2置位驅動y1，小車前進，r1復位。
為使系統能週期性迴圈工作，用r8（r8置位驅動y3，小車後退）和r0的常開觸點串聯，與x0併聯作為r1再次置位的條件。對簡單順序控制系統也可直接對輸出繼電器置位或復位。該方法無需再增加內部繼電器來記憶小車經過x3的次數，邏輯順序轉換關係十分明確，對於初學者程式設計時，更加容易理解和掌握。
4．3保持指令設計法
使用保持指令設計的梯形圖程式，如圖6所示，該程式設計技術與以置位/復位指令的程式設計技術基本類似。不同之處是：保持指令的置位控制端不能有多個觸點併聯輸入，因此增加了乙個內部繼電器r9，初始啟動或迴圈工作時，r9置位，從而使r1置位；另外，使用保持指令所編制的程式步數要比置位/復位指令所編制的程式步數要少得多，占用的內在大為減少。
sr左移位暫存器指令的功能只能為內部繼電器wr的16位資料左移1位。該指令主要是對資料輸入，移位脈衝輸入，復位輸入訊號的處理。資料在移位脈衝輸入的上公升沿逐位向高位移位一次，最高位溢位，當復位訊號輸入到來時，暫存器的所有內容清零[4]。
使用sr左移位暫存器指令設計的梯形圖，如圖7所示，sr指令的資料輸入控制端為r1的常開觸點，移位脈衝輸入控制端為r2的常開觸點，復位訊號輸入控制端由x2、r37（r37置位驅動y3，小車後退）的常開觸點和r0的常閉觸點串聯組成。起初在原位a處，由於wr3的所有位均為0，r1置位，當x0接通，r0置位，r2接通乙個週期，1被移入末位，r30置位驅動y0，開始裝料並定時，同時r1復位；當定時時間一到，r2再接通乙個週期，r31置位驅動y1，小車後退；只要r2得到訊號一次，就把內部暫存器內wr3中各位的資料依次向左移位一次，使r30至r37依次得電，系統以此按順序工作，直至完成乙個週期，r1重新置位，系統開始下一輪週期的工作。
當x1接通時，r0復位，，系統完成本週期的工作後，wr3的所有內容清零，系統停止工作。
該方法設計的梯形圖看起來簡潔，設計的效率也得到進一步的提高，容易被初學者理解和接受。這種設計方法不僅可以用於送料小車自動往返順序控制電路中，在彩燈順序控制電路中的應用也十分廣泛。
4．5步進指令設計法
步進指令是專門為順序控制設計提供的指令，步進指令按嚴格的順序分別執行各個程式段，每個步進程式段都是相對獨立的，只有執行完前一段程式後，下一段程式才能被啟用。在執行下一段程式之前，plc要將此前步進過程復位，為下一段程式的執行做準備。在各段程式中所用的輸出繼電器、內部繼電器、定時器、計數器等都不允許出現相同編號，否則按出錯處理。
使用步進指令設計的梯形圖程式，如圖8所示，
x0與x2串聯作為啟動步進訊號，x2與r0常閉觸點串聯作為步進結束訊號，x2與r0常開觸點串聯作為週期性迴圈工作步進啟動訊號，t0、x3、t1、x2、t0、x4、t1分別作為過程0～過程7之間的轉換控制訊號。
圖8步進指令設計的梯形圖
這種程式設計技術很容易被初學者接受和掌握，對於有經驗的工程師，也會提高設計效率，程式的除錯、修改和閱讀也很容易，使用方便，在順序控制設計中應優先考慮，該法在工業自動化控制中應用較多。
5結束語
本文提出基於運料小車自動往返順序控制系統的五種plc程式設計方法各有特點，在實際應用中，可根據實際情況選擇一種來設計程式，以適應不同場合的控制要求。實踐表明，這些程式設計方法很容易被設計者接受和掌握，用它們可以得心應手地設計出任意複雜的順序控制程式，從而提高設計的效率和縮短生產週期。
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