三菱 PLC 编程入门 2

邱显
编程
June 6, 2024

上一篇文章《三菱 PLC 编程入门 1》介绍了 PLC 编程的基本知识。本文实现一个跑马灯的小例子。

第一步，从 0 到 7，依次亮灯。

灯的亮和灭，用到输出继电器 Y。

Y3 := TRUE; // 3 号灯亮
Y3 := FALSE; // 3 号灯灭

依次亮灯，可以用定时器 TON（延时开）。

// 1秒后，0号灯亮
TON0(IN := TRUE, PT := T#1s, Q := Y0);
// 如果0号灯亮，1秒后，1号灯亮
TON1(IN := Y0, PT := T#1s, Q := Y1);
// 如果1号灯亮，1秒后，2号灯亮
TON2(IN := Y1, PT := T#1s, Q := Y2);
// ...

上面的程序，能实现依次亮灯。但是有个问题，关灯不好实现。

举例说明。

// 1秒后，0号灯亮
TON0(IN := TRUE, PT := T#1s, Q := Y0);
// Y0 熄灭
Y0 := FALSE

结果是灯不亮。因为程序是循环执行的，第一行执行完，立即执行第二行（灯灭）。当接操作 Y 时，新的状态会覆盖旧的状态。

为了解决这个问题，可以利用辅助继电器 M。

// 1秒后，M0 开。这是灯点亮的第一个条件（第二个条件在第二步，依次关灯）
TON0(IN := TRUE, PT := T#1s, Q := M0);

另外，间隔时间是写死的。为了方便调整，可以用一个变量表示。

// 延迟时间，单位：ms
iDelay := 500;

总结一下，第一步可以这样实现。

// 参数配置 Configuration
// 延迟时间，单位：ms
iDelay := 500; 
// 开关打开
X0 := TRUE;

// 实现 Implementation
// iDelay 毫秒后，M0 开
TON0(IN := X0, PT := INT_TO_TIME(iDelay), Q := M0);
// 如果 M0 开，iDelay 毫秒后，M1 开
TON1(IN := M0, PT := INT_TO_TIME(iDelay), Q := M1);
// 如果 M1 开，iDelay 毫秒后，M2 开
TON2(IN := M1, PT := INT_TO_TIME(iDelay), Q := M2);
// ...
TON3(IN := M2, PT := INT_TO_TIME(iDelay), Q := M3);
TON4(IN := M3, PT := INT_TO_TIME(iDelay), Q := M4);
TON5(IN := M4, PT := INT_TO_TIME(iDelay), Q := M5);
TON6(IN := M5, PT := INT_TO_TIME(iDelay), Q := M6);
TON7(IN := M6, PT := INT_TO_TIME(iDelay), Q := M7);

第二步，从 7 到 0，依次灭灯。

灭灯要用到计时器 TP（持续开）。

要计算灯的持续点亮时间 $s_i$，$i=0,1,…,n-1$，其中 $i$ 是灯的编号，$n$ 是灯的总数。令 $d$ 代表间隔时间。我们有 $s_i = (n + i)\cdot d$。

// iDelay * 9 毫秒后，M15 关，即 7 号灯灭的条件
TP7(IN := TRUE, PT := INT_TO_TIME(iDelay * 9), Q := M15);
// iDelay * 10 毫秒后，M14 关，即 6 号灯灭的条件
TP6(IN := TRUE, PT := INT_TO_TIME(iDelay * 10), Q := M14);
// ...
TP5(IN := TRUE, PT := INT_TO_TIME(iDelay * 11), Q := M13);
TP4(IN := TRUE, PT := INT_TO_TIME(iDelay * 12), Q := M12);
TP3(IN := TRUE, PT := INT_TO_TIME(iDelay * 13), Q := M11);
TP2(IN := TRUE, PT := INT_TO_TIME(iDelay * 14), Q := M10);
TP1(IN := TRUE, PT := INT_TO_TIME(iDelay * 15), Q := M9);
TP0(IN := TRUE, PT := INT_TO_TIME(iDelay * 16), Q := M8);

最后输出。

// 输出
Y0 := M0 AND M8;
Y1 := M1 AND M9;
Y2 := M2 AND M10;
Y3 := M3 AND M11;
Y4 := M4 AND M12;
Y5 := M5 AND M13;
Y6 := M6 AND M14;
Y7 := M7 AND M15;

这样一来，实现了依次亮灯和灭灯。但是有个问题，循环不起来。原因是，计时器和继电器的状态没有重置。

第三步，状态重置。

// 状态重置
// tReset 是 TON 的一个实例
// M100 是重置标签，TRUE - 执行重置，FALSE - 不执行重置
// 这段代码的作用是，保证每个周期（iDelay * 16 毫秒）重置一次状态
tReset(IN := TRUE, PT := INT_TO_TIME(iDelay * 16), Q:= M100);
IF M100 THEN
	// 重置 TON
	TON0(IN := FALSE);
	TON1(IN := FALSE);
	TON2(IN := FALSE);
	TON3(IN := FALSE);
	TON4(IN := FALSE);
	TON5(IN := FALSE);
	TON6(IN := FALSE);
	TON7(IN := FALSE);
  // 重置 TP
	TP0(IN := FALSE);
	TP1(IN := FALSE);
	TP2(IN := FALSE);
	TP3(IN := FALSE);
	TP4(IN := FALSE);
	TP5(IN := FALSE);
	TP6(IN := FALSE);
	TP7(IN := FALSE);
	// 重置 M
	M0 := FALSE;
	M1 := FALSE;
	M2 := FALSE;
	M3 := FALSE;
	M4 := FALSE;
	M5 := FALSE;
	M6 := FALSE;
	M7 := FALSE;
	// 重置“自身”
	// 保证一个周期重置一次
	M100 := FALSE;
	tReset(IN := FALSE);
END_IF;

结合这三个步骤，就实现了跑马灯的效果。

但是，还有个小问题。代码的灵活性不高。比如，如果要改变灯的数量，那么需要更改代码，以及重新测试。如果项目复杂，那么会增加维护和测试成本。

接下来（下一篇），我们考虑用模块化的方式，实现上述功能。目的是使得代码更容易测试和维护。

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