西門子SCL編程入門——啟保停電路控制

工控PLC學習

2022年5月20日 14:34

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“啟保停”電路是學習過程中最常見的一個案例，也是最簡單易懂的控制程序。如果采用梯形圖編程，如圖1所示。在實際工程的電路中，很少有這么簡單的起保停電路，一般都需要考慮急停、限位、過載保護等多項因素，啟停信號也可能由多個觸點組成的串、并聯電路。所以“啟保停”電路僅能作為入門學習的案例。

西門子SCL編程入門——啟保停電路控制的圖1

圖1 起保停梯形圖及波形圖

在“啟保停”電路中，啟動信號X1和停止信號X2一般都是觸發信號（實體按鈕或HMI屏幕虛擬按鈕提供的信號），也叫短信號，其按鈕沒有記憶保持功能（目前也有觸發保持型的按鈕，但作為啟動/停止按鈕不常用），不能保證Y1線圈的持續接通。

當啟動信號X1按鈕觸發時（高電平），X1的常開觸點接通，如果此時X2無動作，X2的常閉觸點也接通，則Y1的線圈“通電”，其常開觸點同時接通。此時即使X1回到低電平狀態，其常開觸點斷開，“能流”仍可經Y1的常開觸點和X2的常閉觸點流過Y1，Y1仍為接通狀態，這就是所謂的“自保持”功能。

當停止信號X2觸發時，它的常閉觸點斷開，使Y1的線圈“斷電”，其常開觸點同時斷開。以后即使停止按鈕復位，X2的常閉觸點恢復接通，Y1的線圈仍然“斷電”。

下面我們看看如何用SCL語言實現“啟保停”的功能。

首先從邏輯上分析，要想“Y1接通”這一命題成立，從成立條件上是“X1或Y1為真，且X2為真”，這里就需要IF條件執行語句，其結構：

IF X1=TRUE OR Y1=TRUE AND X2=TRUE THEN

Y1=TRUE;

END_IF; //這種寫法不規范也不全面，這是從分析上先建立一個框架。

這里需要學習“IF：條件執行”指令的內容。

IF：條件執行

使用“條件執行”指令，可以根據條件控制程序流的分支。該條件是結果為布爾值（TRUE 或 FALSE）的表達式。可以將邏輯表達式或比較表達式作為條件。執行該指令時，將對指定的表達式進行運算。如果表達式的值為 TRUE，則表示滿足該條件；如果其值為 FALSE，則表示不滿足該條件。

根據分支的類型，可以對以下形式的指令進行編程：

IF 分支：
IF
THEN
END_IF;

如果滿足該條件，則將執行 THEN 后編寫的指令。如果不滿足該條件，則程序將從 END_IF 后的下一條指令開始繼續執行。

IF 和 ELSE 分支：
IF
THEN
ELSE
END_IF;

如果滿足該條件，則將執行 THEN 后編寫的指令。如果不滿足該條件，則將執行ELSE 后編寫的指令。程序將從 END_IF 后的下一條指令開始繼續執行。

IF、ELSIF 和 ELSE 分支：
IF
THEN
ELSIF THEN
ELSE
END_IF;

如果滿足第一個條件（<條件 1>），則將執行 THEN 后的指令（<指令 1>）。執行這些指令后，程序將從 END_IF 后繼續執行。

如果不滿足第一個條件，則將檢查第二個條件（<條件 2>）。如果滿足第二個條件（<條件 2>），則將執行 THEN 后的指令（<指令 2>）。執行這些指令后，程序將從 END_IF 后繼續執行。

如果不滿足任何條件，則先執行 ELSE 后的指令（<指令 0>），再執行 END_IF 后的程序部分。

在 IF 指令內可以嵌套任意多個 ELSIF 和 THEN 組合。可以選擇對 ELSE 分支進行編程。

明確了框架，再定義變量，此處只有三個變量X1，X2，Y1，由于X1和X2需要有數字輸入地址，所有需要在PLC變量中進行定義，如圖2所示。I0.0和I0.1是PLC的數字量輸入點，作為外部輸入信號的存儲位，而M10.0則是PLC內部存儲區的一個位變量，作為中間變量使用。如果Y1的信號直接作為輸出信號，需要定義為Qx.x（數字量輸出點）。這里涉及了數據類型，數據類型很多，沒必要全部死記硬背，建議用哪個深入了解一下就可以。

西門子SCL編程入門——啟保停電路控制的圖2

圖2 定義變量

數據類型：

在用戶程序中，可使用預定義的數據類型，并將這些數據類型添加到用戶自定義數據類型中。可使用以下類別：

基本數據類型（二進制數、整數、浮點數、定時器、DATE、TOD、LTOD、CHAR、WCHAR）
復雜數據類型（DT、LDT、DTL、STRING、WSTRING、ARRAY、STRUCT）
用戶自定義數據類型（PLC 數據類型 (UDT)）
指針
參數類型
系統數據類型
硬件數據類型

定義變量完成后，下一步就可以編程了。這里需要說明，程序既可以寫在OB1里，也可以新建FB塊，再將FB對應的DB塊添加到OB1中循環執行。對于這種簡單的程序運行結果沒有什么不同，但是對于復雜的程序，建議采用模塊化的多個FB實現，每個FB完成的單個或幾個功能性的或任務性的完整程序，便于后期修改、調試，整個程序也顯得簡潔明了。

“啟保停”程序示例如圖3所示，使用IF指令的嵌套，第一層判斷X1和Y1，嵌套第二層判斷X2，實際上也可以寫成一層,如圖4所示。其實完成一個功能的可以多種程序編寫形式，可以根據自己的習慣進行編寫，只要滿足所需功能，沒有對錯好壞之分。拆分成嵌套的形式，有的時候便于查看，尤其判斷條件多的時候，監控時比較直觀的觀察每個判斷條件的結果。

西門子SCL編程入門——啟保停電路控制的圖3