不同品牌PLC的编程指令在编程过程中的优劣比较
李 磊
（河南工业和信息化职业学院，河南 焦作 454000）
摘 要：可编程控制器经过几十年的发展，现在已经在自动化领域有着广泛的应用，从工业、农业、医疗到交通、航空等领域无处不在。各个品牌的PLC也都有着自己的市场份额，其中西门子PLC和三菱PLC在市场份额里的比重最大，应用也最广泛。它们的指令编写的程序各有优缺点，本文重点分析西门子S7-200系列PLC和三菱FX2N系列PLC在编程实例中各自编程指令的优缺点。
关键词：自动化领域；PLC；编程指令
本文是以西门子S7-200系列PLC和三菱FX2N系列PLC为研究对象，以生活中常见的电灯顺序控制为研究目标，供大家参考。红、黄、绿三盏电灯，由开关控制启停。开关动作后三盏电灯按红、黄、绿的顺序轮流亮，每盏灯亮2s，开关未复位时一直重复以上过程；开关复位后绿灯亮过系统停止工作；试设计PLC控制系统，编制PLC梯形图程序并监控运行和调试程序。
这是一道典型的电灯顺序控制的问题，在生活中非常常见，我们根据西门子 S7-200系列PLC和三菱FX2N系列PLC的相关知识，可以用不同的方法编写出来，对于有经验的设计人员可以用经验法编写，程序简单
步数少，但是对人员要求较高，需要有一定的设计经验，也可以用顺控指令编写。对于大部分从高校里走出来的大学生而言，显然顺控指令编写程序更加的严谨和方便。我们所需要的器材有220V交流电源，电源开关，西门子S7-200PLC和三菱FX2N-32MR型PLC各一台，启停开关SA，220V、15W红、黄、绿三盏电灯，导线若干。
1 控制系统硬件设计
1.1 分析彩灯控制系统逻辑功能，确定输入量和输出量，并为其分配PLC的I/O端子。
分析控制要求知本控制系统PLC输入端应接开关SA，分配其接PLC输入端X0或者I0.0；输出应接红、黄、绿三盏电灯，分配其分别对应PLC输出端Y0、Y1和Y2或者Q0.0、Q0.1、Q0.2。
1.2 根据I/O分配画出PLC输入、输出接线图和状态转移图。
2 控制系统梯形图程序设计
2.1 根据控制系统的工作情况画出状态转移图。
编程哪一家比较好根据分析可知，系统的工作情况共包含四个阶段，或者说四个状态；每个阶段以辅助继电器M命名，分别为初始阶段或初始状态M0，工作阶段或工作状态M1、M2、M3四个阶段。工作阶段M1，PLC经Y0输
出端驱动红灯；工作阶段M2，PLC经Y1输出端驱动黄灯；工作阶段M3，PLC经Y2输出端驱动绿灯。每一工作阶段持续时间都为2s，分别由定时器T1、T2、T3决定。
2.2 根据状态转移图设计梯形图程序。
当PLC开机运行的瞬间，特殊辅助继电器M8002或者SM0.1常开触点接通时初始状态M0线圈即可得电；但考虑到特殊辅助继电器M8002或者SM0.1常开触点接通时间太短暂，因此M0线圈为了继续保持接通状态就要引入自保触点。由状态转移图可知M3为活动步其常开触点接通，且同时满足定时器T3或者T39定时时间到T3或者T39常开触点接通，且同时满足启停开关复位X0或者I0.0常闭触点接通的条件，M0线圈也可得电；因此编程时M3的常开触点与T3或者T39常开触点及X0或者I0.0常闭触点串联后要与M0另一启动条件M8002或者SM0.1的常开触点并联。考虑到事物的不同发展阶段不能并存，由M3状态进入M0状态后，M0为活动状态线圈通电后，则M3状态应处于非活动状态M3线圈应该断电，所以编制梯形图程序时M3线圈要串联M0常闭触点，M0启动条件应并联自保触点。
由状态转移图可知M0为活动步，其常开触点接通；且控制开关处于动作状态，X0或者I0.0常开触点接通时可由状态M0进入状态M1；M3为活动步，其常开触点接通；且T3或者T39定时时间到，T3或者T39常开触点接通；且控制开关处于动作状态，X0或者I0.0常开触点接通时亦可由状态M3进入状态M1；所以编制梯形图程序时将M3常开触点与T3或者T39常开触点与X0或者I0.0常开触点串联连接的电路块与M0
常开触点与X0或者I0.0常开触点串联连接的电路块并联后驱动M1线圈；考虑到事物的不同发展阶段不能并存，由M0状态或M3进入M1状态后，M1线圈通电，M0线圈或M3线圈应该断电，所以编制梯形图程序时M0线圈要串联M1常闭触点，M3线圈也要串联M1常闭触点，M1启动条件应并联自保触点。
M1为活动步，其常开触点接通；且T1或者T37定时时间到，T1或者T37常开触点接通时即可由状态M1进入状态M2，所以编制梯形图程序时将M1常开触点与T1或者T37常开触点串联连接后驱动M2线圈；从状态M1进入状态M2后， M1应该结束，其线圈应该断电，所以编制梯形图程序时M1线圈要串联M2常闭触点，M2启动条件应并联自保触点。以此类推可写出后面的程序步。
本控制系统中，M1状态需要驱动Y0或者Q0.0线圈和T1或者T37线圈；M2状态需要驱动Y1或者Q0.1线圈和T2或者T38线圈；
M3状态需要驱动Y2或者Q0.2线圈和T3或者T39线圈。由于负载线圈没有多次出现的情况，所以编程时可以直接将Y0或者Q0.0及T1或者T37线圈与M1线圈并联；将Y1或者Q0.1及T2或者T38线圈与M2线圈并联；将Y2或者Q0.2及T3或者T39线圈与M3线圈并联；根据以上分析可编制“起-保-停”格式梯形图程序如图1和图2所示
。
图1 三菱PLC起保停梯形图 图2 西门子PLC起保停梯形图从以上的梯形图可以看出，三菱PLC的优点在于所有的程序都可以写在一个母线下，并且输入输出继电器用的字符更少；而西门子PLC的优点在于结尾不用写END的指令，少一些步数。
3 使用SET/RST指令编制顺序程序
第一步：状态M0线圈的置位；由状态转移图可知初次进入状态M0的条件是M8002或者SM0.1辅助继电器的常开触点接通，因此编程时可以用M8002或者SM0.1的常开触点直接置位M0线圈。
第二步：状态M1线圈的置位与状态M0线圈的复位；由状态
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此外，茶坊的产品种类较为齐全，基本满足了高、中、低端客户的需求。童济功茶坊有主营业务包括砖茶售卖和沏茶；副营业务包括售卖茶具和自制冷饮茶。砖茶的定位在15至600元之间；根据品质不同，沏茶的价格每人在15元至50元不等；茶具的价格在200至2000元之间；自制冷饮茶为每瓶5元钱。这种价格模式几乎满足了所有游客的价格需求。
3 “茯茶”作坊式生产存在的困境和问题
3.1品牌缺失和作坊式的生产模式导致的后劲不足
一方面，童济功茶坊“血脉”不正统，只能通过手工作坊的形式自产自销。童济功茶坊深受泾阳茯茶名气的影响，游客不太可能会因为想体验茯茶文化而去袁家村童济功茶坊，基本上是因为袁家村名气的“照顾
”，大家顺道来童济功茶坊休憩、饮茶和体验茯茶文化，因此它的受众较小。另一方面，由于产量有限，销售渠道较窄，很难推广，仅限于店内销售。按照茶艺师傅每天生产100块茯茶的规模，产量相比于机器加工或者较大规模的茯茶厂，数量很有限，只能走茯茶的中高端路线，但同时又缺乏一定的品牌效应。缺乏品牌效应的童济功茶坊产品基本可以满足当地旅游消费市场的实体供给需求，但品牌的缺失和小生产模式局限了消费市场的进一步拓展。
3.2新媒体的运用不足
新媒体环境下，产业经济的发展离不开新媒体，同样新媒体也需要借助产业经济的发展进行媒体传播，在互联网信息的架构上，新媒体和产业经济之间具有互通性和依赖性。据考察和了解，童济功茶坊基本没有开启网络宣传和线上销售。虽然开通了一个私人账号，但是覆盖面、关注度以及发布的内容来看，远远达不到应有的效果，在互联网和新媒体日益发达的今天，宣传效果欠佳，在网络经济日益提升的今天，受到的竞争和挑战会更大。
3.3技艺传承人结构老龄化
在童济功茶坊，茶业人的年龄结构不合理，茶艺传承人断代。据茶艺师傅透露，童济功茶坊有4名师傅轮流制茶，但是所有的师傅都在45岁以上，没有年轻人接班，从茶坊的长期发展前景以及对茯茶文化的传承和保护来看，处于非常不利的境地。此外，产品还需要富丰，虽然童济功茶坊具备了中高低端的产
品，但是还不属于精分市场，比如根据职业、年龄、性别等因素生产相应的茯茶类型。
4 “茯茶”作坊产业振兴对策研究
4.1依托优势、多渠道促进产业发展
走手工路线，支持个性化产品定制。手工制作和体验茯茶文化童济功茶坊的生命线，要牢牢把握住这条生命线，走传统的手工艺制作，并开发精分市场，比如根据职业、年龄、性别等因素生产相应的茯茶类型，制作私人定制茯茶制作。
同时，依托“袁家村”这张名片，维系好关系。袁家村荣获“中国十大美丽乡村”、“中国传统村落”、“中国魅力乡村”等荣誉称号，被称为“陕西丽江”。“袁家村”这张名片就是童济功茶坊的客源和市场，大大保障了客源和需求，因此一方面，童济功茶坊要扩大影响力，另一方面，要维护好与“袁家村”村委会的关系，尽可能阻断外来竞争者的“进入”。
4.2充分发挥网络的优势和作用
通过的宣传，利用抖音、销售，在互联网和新媒体日益发达的今天，赢得了粉丝也就赢得了市场，因此借助互联网的平台和渠道已是大势所趋。童济功茶坊应该在网络推广和销售上下功夫，可以开通抖音、，不断推送关于茯茶文化和产品信息，增加知名度，再往培育“网红达人”和“网红
产品”方向发展，成为网红店。
4.3加强技艺传承人的培养。
茶艺人是茶坊的金字招牌和核心竞争力，因此童济功茶坊年龄结构不合理，茶艺传承人断代是客观存在的。茶坊应该培养更多的年轻人，包括在茶叶产品开发、市场营销、活动策划、茶文化建设等方面加大培养年轻人来接班。
转移图可知进入状态M1的条件是M0为活动步其常开触点接通，且同时满足启停开关动作X0或者I0.0常开触点接通的条件，因此编程时可以用M0的常开触点与X0常开触点串联后置位M1线圈，同时复位M0线圈。
第三步：状态M2线圈的置位与状态M1线圈的复位；由状态转移图可知初次进入状态M2的条件是M1为活动步其常开触点接通，且同时满足定时器T1或者T37定时时间到T1或者T37常开触点接通的条件，因此编程时可以用M1的常开触点与T1常开触点串联后置位M2线圈，同时复位M1线圈。
第四步：状态M3线圈的置位与状态M2线圈的复位；由状态转移图可知初次进入状态M3的条件是M2为活动步其常开触点接通，且同时满足定时器T2定时时间到T2或者T38常开触点接通的条件，因此编程时可以用M2的常开触点与T2或者T38常开触点串联后置位M3线圈，同时复位M2线圈。
第五步：状态M1线圈的二次置位与状态M3线圈的复位；由状态转移图可知二次进入状态M1的条件是M3为活动步其常开触点接通，且同时满足定时器T3或者T39定时时间到T3或者T39常开触点接通，且同时满足启停开关动作X0或者I0.0常开触点接通的条件，因此编程时用M3的常开触点与T3或者T39常开触点及X0或者I0.0常开触点串联后置位M1线圈，同时复位M3线圈。
第六步：状态M0线圈的二次置位与状态M3线圈的复位；由状态转移图可知二次进入状态M0的条件是M3为活动步其常开触点接通，且同时满足定时器T3或者T39定时时间到T3或者T39常开触点接通，且同时满足启停开关复位X0或者I0.0常闭触点接通的条件，因此编程时用M3的常开触点与T3或者T39常开触点及X0或者I0.0常闭触点串联后置位M0线圈，同时复位M3线圈。
第七步：状态M1需要完成的工作任务及其编程；由状态转移图可知M1状态的工作任务是驱动Y0或者Q0.0线圈与定时器T1或者T37线圈，编程时用M1常开触点驱动Y0或者Q0.0线圈与定时器T1或者T37线圈。
第八步：状态M2需要完成的工作任务及其编程；由状态转移图可知M2状态的工作任务是驱动Y1或者Q0.1线圈与定时器T2或者T38线圈，编程时用M2常开触点驱动Y1或者Q0.1线圈与定时器T2或者T38线圈。
从梯形图可以看出，三菱PLC的优点在于置位复位指令更简单，西门子的略复杂。但如果置位复位的对
象较多，尤其是连着出现，则西门子PLC的置位复位指令则非常简单，可以区间置位复位，这是三菱PLC所没有的。
从以上的例子中，我们可以看出不同品牌PLC编程，有着不同的指令，这些指令都有各自的优略势。掌握这些区别，对于今后的编程学习中，就可以根据不同的场合，选择不用的PLC进行编程。参考文献：
[1]电气控制与可编程控制技术訾贵昌煤炭工业出版社 2010.12
[2]煤矿电气控制与可编程控制技术白生威煤炭工业出版社 2012.2
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