一、前言

可編程序控制器（PLC）的時序控制程序，是指能夠實現PLC各輸出端信號的狀態在時間上按一定的順序要求進行變化的用戶程序。通常，對于時序控制系統，用戶通過分析各輸出狀態發生變化的時刻和相應的條件，依據輸出與輸入的時序邏輯關系，采用多個定時器，來編制相應的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、時間設定、觸點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系復雜、程序過長、不易讀懂、調試麻煩等問題。

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、定時器與觸點比較指令

1、定時器PLC內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驅動的軟線圈外，還有一個設定值寄存器、一個當前值寄存器和無限個軟觸點。

FX 系列PLC定時器進行計數定時的時基信號，是機內提供的lms、10ms、lOOms等時鐘脈沖，由于設定值寄存器和當前值寄存器均為16位二進制（字）存儲器，FX 系列PLC規定這些寄存器中為16位二進制非負數，其對應的十進制數為0～32767，因此單個定時器的最大計時值為3276.7s。Fx1 系列PLC定時器的軟觸點都是“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動而“得電” 時才啟動定時，在軟線圈保持“得電”狀態下定時器的當前值為相應時基脈沖個數的當前累計值，定時工作過程就是其當前值與設定值的不斷地進行比較過程。一旦當前值達到設定值，定時器自身的狀態發生變化，定時器的軟觸點便開始動作（常開觸點接通，常閉觸點斷開），而定時器此時的當前值將保持不變。

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

（3）在定時器當前值達到設定值而其軟觸點已動作后，若軟線圈“失電”， 普通定時器的當前值將清0（軟觸點恢復為原始狀態）。

定時器的這些基本特性是編制PLC時間控制程序的依據，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現。

2、觸點比較指令

三菱FX2N系列PLC的觸點比較指令，其本身在梯形圖程序中相當于提供了一個比較觸點，其功能是將源數據[S1·】與IS2·】（兩者均可為K、H、T、C、D、V、Z、KnX、KnY、KnM、KnS）進行兩個有符號二進制數的數值關系比較，并將比較結果（成立或不成立）表示為比較觸點的相應狀態（成立時觸點接通為“ON”狀態，不成立時觸點斷開為“OFF”狀態）。用于兩數比較的關系運算包括等于（=）、大于（>）、小于（<）、不等于（<>）、小于等于（≤）和大于等于（≥）共6種。觸點比較指令依比較觸點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條觸點比較指令。

顯然，如果我們應用觸點比較指令，將一個基準定時器的當前值分別與多個定時設定值進行比較，利用這些指令所提供的多個比較觸點，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

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

這種編程方法的主要使用步驟及要點如下：

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

（2）設置基準定時器：根據時序圖，設置一個符合整個時序控制的基準定時器。基準定時器作為整個時序控制的時間標準，其他的任意時刻均應以此為計時標準，而每個所需的定時時間也必須轉換為相應的期望定時設定值，因此基準定時器的定時設定值應大于或等于整個時序過程所用的時間（或循環周期）。

基準定時器可以直接采用普通定時器，也可以由定時器加上計數器構成。

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

（4）綜合：結合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比較指令只在PLC的每個掃描周期內得到執行，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、應用舉例

下面以一個簡單例子，來說明應用觸點比較指令編制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當按下起動按鈕時，交通燈系統開始工作。②系統開始工作時， 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。③ 當需要交通燈系統停止工作時，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點的分配如下：X000、X001為起、停控制；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時序控制過程。由于交通燈一個工作循環的周期時間不長，故可以選用普通定時器TO作為基準定時器，并將其設定值確定為交通燈工作循環的周期時間70s，這樣T0在程序中既用作基準定時器，又用來控制交通燈工作循環。采用觸點比較指令，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、結束語

采用觸點比較指令編制的PLC時序控制程序，具有直觀簡便、思路清晰、編程效率高、易讀、易調試、易修改、易維護等顯著特點，尤其是所需的基準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數器構成，因此通過對其計時或計數的當前值與期望的若干個定時設定值比較，還可以用PLC實現更長時間范圍內的時序控制。