浅谈PLC教学中学生常见问题及解决方法

甄天作

摘 要：在机械化时代，钳工被称为所有工种当中的万能工。而随着社会的进步，电工势必是万能工这一称号的最佳职业。而想要在自动化以及将来的智能化社会中成为万能工，就必须熟练掌握PLC技术。本文就PLC教学中学生常见问题及处理方法进行阐述。

关键词：电工 PLC 通讯 双线圈

一、学习PLC的重要性

要想实现自动化及智能化，其关键点是在于控制系统的搭建。在控制系统中，PLC控制系统的程序设计和调试周期比较短，并且编程也相对较简单，同时维护容易、抗干扰的性能较强，可靠性能较高，故在大多数自动化及智能化设备中都用到了PLC的控制。想要成为一名称职的电工，就必须学习PLC。

学生在学习PLC的过程中会遇到各种问题，例如硬件忽略问题和编程思路问题。现将教学过程中学生常出现的问题总结如下。

二、PLC硬件方面学生常出现的问题

1.程序无法写入

在教学环境中，由于学生自始至终都使用同一台设备，设备在设置好通信参数以后，如非调整则内部通信参数不再变化。所以一旦出现程序无法写入的情况，虽然有相应的提示，例如“指定无法使用的COM端口，请确认COM端口的设定再执行”，但学生却不知如何处理。这个问题的解决方法如下。第一步，查看电脑与PLC通信的是哪个端口，查看的方法是右击【我的电脑】选中【管理】，然后单击【设备管理】选择【端口】查看通信端口。如果用于通信的端口不止一个的话，最简便的方法就是拔下并再次插上PLC的通信线，重新出现的通信端口就是所要查看的端口。第二步，更改PLC的通信设置，更改方法是点击【在线】中的【传输设置】里面的【串行USB】中的COM端口选项，依据电脑端口中用于通信端口来设定其端口数值。

另外一种情况就是“无法与PLC通信”。可能是以下原因：电缆断线，不支持指定传送速度；工程和连接站的PLC类型不同；PLC复位；监视条件功能出错；正在执行时执行了其他功能，使用不支持的通信线路等。虽然提示中说得很清楚，可是学生遇到这种情况仍不知如何解决。问题在于不知道如何查找提示中提到的故障。在教学过程中这类问题大多是因为通信线松动，或是PLC程序类型与硬件不符，或者是正处于监视状态。其中PLC的类型是在【工程】【PLC类型】中修改。

2.程序下载后没有输出

在初学阶段，学生经常遇到在程序下载完成后，按下按钮并没看到相应的输出。这种情况往往是因为PLC处在非运行状态，这时就需要开启PLC的运行开关。还有一种情况就是程序用到的输出比较复杂，学生往往考虑设计得不完整。这些情况虽然简单，但却是学生在学习阶段经常出现的问题，所以在教学的过程中教师要重点提醒。

三、编程思路方面学生常出现的问题

在学习PLC的过程中，虽然有很多编程的方法和思路，但是每个人都有自己的编程思维和方式。所以教师在教学过程中应多介绍几种编程思路，总结各自的特点，让学生多加练习，最终让学生找到适合自己的方法。现在简单介绍几种常用的编程思路和方法。

1.典型的启—保—停方法

这种方法的整体思路就是：先确定任务中输出量的数目，然后分析每一个输出量的启动与停止条件分别是什么，启动条件用其常开触点，停止条件用其常闭触点，最后写输出量的线圈。如果启动与停止条件是外部的输入信号，直接代入就可以了，如果并非现有的输入信号，就得先用程序定义启动与停止条件，然后再代入。这种方法适用于要求不是很复杂、相互之间没有过多的交叉要求的任务。

2.时间定时器的统一定时方法

在学习过程中，学生经常会遇到利用时间来控制相应的输出，比如节日彩灯的循环控制：按下启动按钮1灯亮，再过2秒后2灯亮，再过2秒后3灯亮……如果运用启—保—停的方法来设计，不仅要考虑到每段时间定时开始的时刻，还要考虑到该段时间的自锁问题，特别是要完成循环的时候就要考虑到所有定时器的通断，关键是每个定时器彼此之间都是独立的，很容易忽略一两个。这时如果所有的定时器采用统一定时，即所有定时器的定时开始条件用一个来驱动，然后逐渐累加。这时任务要求就可理解为：按下启动按钮1灯亮，第2秒时2灯亮，第4秒时3灯亮……这样一来要想实现循环，只需循环的启动条件的常闭触点来控制定时器的驱动线圈。这种方法较适合有关时间控制且控制要求较复杂的任务，比如十字路口交通灯的设计。但是有一点是应该注意的，运用统一计时的时候，多个定时器统一计时的个数是有限制的。比如FX2N的编程软件来说最多可以统一定时的定时器个数为24个，如果需要的定时器个数超过24个，需要分两部分来统一计时，这时第一的最后一个定时器线圈得电可作为第二部分统一计时的开始条件，且第二部分的最后一个定时器作为循环的条件，这时必须把两部分的定时器全部复位。

3.SFC步进方法顺序控制功能图（SFC）的方法

就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间顺序画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图。顺序功能图主要由步、转移条件和动作三大要素组成。这种方法的优点就是编程的思路比较清晰，不需要考虑某一动作会影响到其他动作。程序中的某一步要想动作的充分条件是，它的上一步必须得电，且转移条件得满足。如果虽然转移条件满足了，但是上一步并没得电，此时它是不会动作的。而一旦转移到下一步时，其他步就停止，其中包括驱动它的上一步，所以使用这种方法时不再需要考虑双线圈的问题。在梯形图的编写过程中，双线圈的问题一直是学生比较头疼的，而在步进里是允许出现双线圈的。

使用SFC步进指令时应注意的事项如下：新创建工程时在选择程序类型时要勾选SFC，且在分配程序块时最好将状态的驱动程序——梯形图块放在SFC程序块前面；在SFC块的编写过程中，普通步最好从S20开始且中间不能跳跃使用，在有选择分支时两分支支路所用到的状态寄存器最好不要连续；在输入转移条件时必须在输完条件后再输入“tran”字符才能变换，并且在每输完一个转移条件或每一步后都要进行变换；在整个程序输完之后，还要对每个程序块再进行变换后，才能下载到PLC中运行；编写完的程序的类型是可以进行转换的，其步骤是点击程序，右击【main】选择【改变程序类型】，然后勾选梯形图，最后双击【main】即可。值得注意的是在监视状态下是不能进行程序类型转换的。这两种程序类型各有各的优势，梯形图在下载时能节省时间，因为在梯形图中能清楚地看到共有几条程序，SFC程序方便监视当前的动作。

4.列写真值表法

由于PLC所处理的信号为数字信号，而任务要求一般是针对一些开关量来控制某些设备的运行与停止的。开关量从某种概念上就是数字信号，设备的运行与停止这两种状态也可以用数字亮的“1”和“0”来表示。此方法的操作如下：一是把所有的开关和所控制的设备列在一张表上，在表格中开关闭合时用“1”表示，开关断开用“0”表示，设备运行用“1”表示，设备停止用“0”表示。二是依据所列出的真值表编写程序。这里只需把设备为“1”的相应一行的开关量状态来驱动设备的线圈即可。三是把所编程序简化。

除此之外，还有不少编程的方法。不同方法有不同的思路，关键是在学习过程中找到适合自己的方法，合适的才是最好的。

参考文献：

[1]刘品潇.电气控制与PLC[M].长沙：国防科技大学出版社， 2009.

[2]史国生，王念春，赵阳.电气控制与可编程控制器技术[M].北京：化学工业出版社，2010.

（作者单位：济宁市技师学院）