一、前言

可編程序控制器（PLC）的時序控制程序，是指能夠?qū)崿F(xiàn)PLC各輸出端信號的狀態(tài)在時間上按一定的順序要求進(jìn)行變化的用戶程序。通常，對于時序控制系統(tǒng)，用戶通過分析各輸出狀態(tài)發(fā)生變化的時刻和相應(yīng)的條件，依據(jù)輸出與輸入的時序邏輯關(guān)系，采用多個定時器，來編制相應(yīng)的PLC時序控制程序。由于程序中使用了較多的定時器，涉及到多個定時器的啟動信號、時間設(shè)定、觸點(diǎn)動作方式等諸多因素，因此這種時序控制程序往往存在著邏輯關(guān)系復(fù)雜、程序過長、不易讀懂、調(diào)試麻煩等問題。

這里以三菱Fx2N系列PLC為例，介紹一種PLC的時序控制程序的簡明編制方法。

二、定時器與觸點(diǎn)比較指令

1、定時器PLC內(nèi)部具有大量的軟定時器，在程序中用作時間控制

每一個定時器除了有一個供其他元件軟觸點(diǎn)驅(qū)動的軟線圈外，還有一個設(shè)定值寄存器、一個當(dāng)前值寄存器和無限個軟觸點(diǎn)。

FX 系列PLC定時器進(jìn)行計(jì)數(shù)定時的時基信號，是機(jī)內(nèi)提供的lms、10ms、lOOms等時鐘脈沖，由于設(shè)定值寄存器和當(dāng)前值寄存器均為16位二進(jìn)制（字）存儲器，F(xiàn)X 系列PLC規(guī)定這些寄存器中為16位二進(jìn)制非負(fù)數(shù)，其對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為0～32767，因此單個定時器的最大計(jì)時值為3276.7s。Fx1 系列PLC定時器的軟觸點(diǎn)都是“通電” 延時動作的。FX2N系列PLC普通定時器的基本特性有：

（1）定時器在其軟線圈被驅(qū)動而“得電” 時才啟動定時，在軟線圈保持“得電”狀態(tài)下定時器的當(dāng)前值為相應(yīng)時基脈沖個數(shù)的當(dāng)前累計(jì)值，定時工作過程就是其當(dāng)前值與設(shè)定值的不斷地進(jìn)行比較過程。一旦當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值，定時器自身的狀態(tài)發(fā)生變化，定時器的軟觸點(diǎn)便開始動作（常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開），而定時器此時的當(dāng)前值將保持不變。

（2）在定時器已啟動定時而其當(dāng)前值尚未達(dá)到設(shè)定值時，若其軟線圈“失電”， 普通定時器的當(dāng)前值將復(fù)位清0（軟觸點(diǎn)仍為原始狀態(tài)）。

（3）在定時器當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值而其軟觸點(diǎn)已動作后，若軟線圈“失電”， 普通定時器的當(dāng)前值將清0（軟觸點(diǎn)恢復(fù)為原始狀態(tài)）。

定時器的這些基本特性是編制PLC時間控制程序的依據(jù)，這也使得時序控制程序中多個不同的定時時間一般需要用多個定時器來實(shí)現(xiàn)。

2、觸點(diǎn)比較指令

三菱FX2N系列PLC的觸點(diǎn)比較指令，其本身在梯形圖程序中相當(dāng)于提供了一個比較觸點(diǎn)，其功能是將源數(shù)據(jù)[S1·】與IS2·】（兩者均可為K、H、T、C、D、V、Z、KnX、KnY、KnM、KnS）進(jìn)行兩個有符號二進(jìn)制數(shù)的數(shù)值關(guān)系比較，并將比較結(jié)果（成立或不成立）表示為比較觸點(diǎn)的相應(yīng)狀態(tài)（成立時觸點(diǎn)接通為“ON”狀態(tài)，不成立時觸點(diǎn)斷開為“OFF”狀態(tài)）。用于兩數(shù)比較的關(guān)系運(yùn)算包括等于（=）、大于（>）、小于（<）、不等于（<>）、小于等于（≤）和大于等于（≥）共6種。觸點(diǎn)比較指令依比較觸點(diǎn)在梯形圖中的位囂分為LD類、AND類和OR類。三菱FX2N系列PLC共有18條觸點(diǎn)比較指令。

顯然，如果我們應(yīng)用觸點(diǎn)比較指令，將一個基準(zhǔn)定時器的當(dāng)前值分別與多個定時設(shè)定值進(jìn)行比較，利用這些指令所提供的多個比較觸點(diǎn)，可以獲得多個定時器的控制效果。

三、編程方法、使用步驟及使用要點(diǎn)

應(yīng)用觸點(diǎn)比較指令來編制PLC時序控制程序時，同一個時序控制過程僅需要一個基準(zhǔn)定時器。因此，使用該方法編程，首先需設(shè)置一個符合時序控制要求的基準(zhǔn)定時器，采用多個觸點(diǎn)比較指令，把基準(zhǔn)定時器的當(dāng)前值與期望的多個定時設(shè)定值相比較，再利用比較觸點(diǎn)的邏輯組合，形成若干個時間段，將PLC的各實(shí)際輸出與有關(guān)時間段相對應(yīng)，即可達(dá)到時序控制的目的。

這種編程方法的主要使用步驟及要點(diǎn)如下：

（1）畫時序圖：在分析控制要求的基礎(chǔ)上，明確PLC各輸出和各輸入信號的時序關(guān)系，畫出相應(yīng)的時序圖。

（2）設(shè)置基準(zhǔn)定時器：根據(jù)時序圖，設(shè)置一個符合整個時序控制的基準(zhǔn)定時器?；鶞?zhǔn)定時器作為整個時序控制的時間標(biāo)準(zhǔn)，其他的任意時刻均應(yīng)以此為計(jì)時標(biāo)準(zhǔn)，而每個所需的定時時間也必須轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的期望定時設(shè)定值，因此基準(zhǔn)定時器的定時設(shè)定值應(yīng)大于或等于整個時序過程所用的時間（或循環(huán)周期）。

基準(zhǔn)定時器可以直接采用普通定時器，也可以由定時器加上計(jì)數(shù)器構(gòu)成。

（3）時間段的邏輯表示：根據(jù)PLC每個輸出端信號狀態(tài)的變化，將其時序圖劃分成若干個相應(yīng)的時間段。PLC輸出信號為“ON”的時間段，簡稱為作用時間段。以基準(zhǔn)定時器為參照時間，確定每個作用時間段的起點(diǎn)、終點(diǎn)及其用觸點(diǎn)比較指令表示的方法。每對起點(diǎn)和終點(diǎn)的比較觸點(diǎn)的相關(guān)邏輯運(yùn)算（如與邏輯運(yùn)算），形成該作用時間段。

（4）綜合：結(jié)合PLC各輸出信號的時序圖，依次列出PLC每個輸出信號的全部作用時間段的邏輯組合（或邏輯表達(dá)式），編制完整的梯形圖程序。

值得注意的是， 由于程序中使用的各個觸點(diǎn)比較指令只在PLC的每個掃描周期內(nèi)得到執(zhí)行，因此這種程序不能用于定時精度要求很高的時序控制場合。

四、應(yīng)用舉例

下面以一個簡單例子，來說明應(yīng)用觸點(diǎn)比較指令編制PLC時序控制程序的方法。

例：某十字路口交通信號燈的控制要求為：①當(dāng)按下起動按鈕時，交通燈系統(tǒng)開始工作。②系統(tǒng)開始工作時， 南北紅燈亮并維持40s，其中在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮但維持35s，到35s時東西綠燈以1s（熄0.5s、亮0.5s）的閃亮周期在閃亮3s后熄滅，緊接著東西黃燈亮并維持2s，到2s時，東西黃燈熄而東西紅燈亮，同時南北紅燈熄而南北綠燈亮；東西紅燈亮并維持30s，其中南北綠燈同時亮但維持25s，到25s時南北綠燈閃亮3s后熄滅，南北黃燈亮2s后熄滅而南北紅燈亮，同時東西紅燈熄而東西綠燈亮，又開始第二個周期的工作循環(huán)。③ 當(dāng)需要交通燈系統(tǒng)停止工作時，按下停止按鈕即可。

在分析該交通燈的控制要求后，選用三菱FX 2N一48MR型PLC，PLC的I／O點(diǎn)的分配如下：X000、X001為起、?？刂?；YO00、Y001、Y002用于控制南北向紅、綠、黃燈；Y003、Y004、Y005用于控制東西向紅、綠、黃燈。

通過對交通燈工作時序的分析，可知這是一個典型的循環(huán)時序控制過程。由于交通燈一個工作循環(huán)的周期時間不長，故可以選用普通定時器TO作為基準(zhǔn)定時器，并將其設(shè)定值確定為交通燈工作循環(huán)的周期時間70s，這樣T0在程序中既用作基準(zhǔn)定時器，又用來控制交通燈工作循環(huán)。采用觸點(diǎn)比較指令，編制的交通燈的PLC控制程序（已在三菱FX2N 一48MR上通過）如圖1所示。

圖1 交通信號燈的PLS控制程序

五、結(jié)束語

采用觸點(diǎn)比較指令編制的PLC時序控制程序，具有直觀簡便、思路清晰、編程效率高、易讀、易調(diào)試、易修改、易維護(hù)等顯著特點(diǎn)，尤其是所需的基準(zhǔn)定時器不但可以是普通定時器，而且也可以是定時器加上計(jì)數(shù)器構(gòu)成，因此通過對其計(jì)時或計(jì)數(shù)的當(dāng)前值與期望的若干個定時設(shè)定值比較，還可以用PLC實(shí)現(xiàn)更長時間范圍內(nèi)的時序控制。