1.引言

PLC最为用户推崇的优点之一就是编程简单。PLC的生产厂家众多，但所有PLC的编程都使用以继电器逻辑控制为基础的梯形图。PLC的梯形图程序源于传统的继电器控制原理图。他具有直观，易读的特点，并照顾到了电气自动化技术人员的读图习惯和思维习惯大大加速了PLC在工业控制中的应用^[1]。

在生产过程自动化中，按时间原则控制的PLC控制系统应用广泛，如交通灯控制系统、喷泉控制系统等。但是，在这类系统中负载的工作时序复杂，程序的编写比较困难。本文以三菱公司FX2N系列PLC为例，给出了时间原则控制的PLC程序的编写方法。按照本文提供的编程方法，可以较容易的写出复杂的、按时间原则控制的PLC程序。

2.PLC内部定时器

定时器在PLC中相当于一个时间继电器，他有一个设定值寄存器、一个当前值寄存器以及无数个触点。不同型号的PLC的定时器的个数是不一样的。

2．1 通用定时器

通用定时器分为两类，编号T0～T199为100ms定时器，定时时间0.1~3276.7s。编号T200～T245为10ms定时器，定时时间0.1~327.67s。当驱动输入断开后，定时器和输出触点复位。

2．  2积算定时器

积算定时器分为两类，编号T246～T249为1ms定时器，定时时间0.001~32.767s。编号T250～T255为100ms定时器，定时时间0.1~3276.7s。当驱动输入断开后，定时器和输出触点不复位。当驱动输入再次接通后，定时器继续进行定时。

3.编程方法和实例

3.1编程方法

对于时间原则控制的PLC程序的编程方法是：

首先，分析系统的输出，画出输出控制的时序图。

其次，确定控制系统输出的循环周期，把循环周期分成若干个时间段。时间段划分的原则是，只要这一段时间内系统的输出不同就要自成一段。

第三，根据划分的时间段，确定程序当中使用的定时器个数，原则是有几个时间段就用几个定时器。并根据这一时间段的时间确定定时器的定时时间。

最后，根据输出的得电条件和失电条件编写PLC的梯形图程序。其中输出的得电条件是这一段输出所对应的定时器的常开触点，输出的失电条件是这一段输出所对应的下一个定时器的常闭触点。在一个周期内，执行元件有几次输出就有几个并行的控制逻辑组成，每一个并行控制有各自的得电条件和失电条件。

下面就结合一个喷泉控制程序说明编程的方法。

3.2编程实例

3.2.1喷泉控制系统要求

整个喷泉有三组喷头，分别是A、B、C。要求启动按钮按下后，A喷5s后停止，接着B和C同时喷，B喷5s后停止，再过5s，C也停喷，然后是A和B同时喷出，再过2s，C也喷出，C喷出5s后ABC全停止。3s后开始下一个循环。停止按钮按下后ABC全停。

3.2.2控制系统输出时序图

通过对控制系统的分析，可以画出系统输出时序图，如图1所示。系统的循环周期为25s，根据每一个时间段系统输出的不同，一个周期划分为6个时间段。共使用编号为T0～T5的六个定时器。定时器定时时间分别为：5s、5s、5s、2s、5s、3s。

图1系统输出时序图

3.2.3控制系统的真值表和逻辑表达式
    根据对控制系统的分析，喷头A在0～5s以及15～22s有输出；喷头B在5～10s以及15～22s有输出；喷头C在5～15s以及17～22s有输出。控制系统输出的真值表如表1所示。

表1控制系统输出的真值表

3.2.4编程方法和梯形图程序

在控制系统中，各个定时器线圈是顺序得电的。T0定时器首先由M0的常开触点驱动，由定时器T5的常闭触点复位。T1定时器由T0的常开触点驱动，以后依次类推。

时间原则控制的PLC程序编写的关键是找到每一个输出继电器线圈的得电条件和失电条件。而这些条件是由时序图得出的。喷头A在0～5s以及15～22s有输出，所以喷头A对应的输出继电器Y1的线圈由两个并行的控制逻辑组成。对于喷头A，第一条控制线路的得电条件是辅助继电器M0触点闭合，即启动按钮按下，失电条件是定时器T0定时时间到，所以在这一条线路上包括M0常开触点和T0的常闭触点；第二条控制线路的得电条件是T2定时时间到，失电条件是定时器T4定时时间到，所以在这一条线路上包括T2常开触点和T4的常闭触点。其他输出继电器线圈的得电条件和失电条件的分析过程是一样的。

输出继电器线圈逻辑表达式分别是：

4.总结

时间原则控制的PLC程序复杂，本人在可编程控制器原理及应用的教学过程当中，感到学生编写这类程序时非常困难。通过几年的教学总结了这类PLC程序的编写方法，在向学生讲解之后，学生在编写时间原则控制PLC程序时，较以前有了明显的提高。本文提供的时间原则控制PLC程序编写方法，除了在教学当中的应用外，对广大工程技术人员编写此类程序也是有所帮助的。

图2 PLC控制系统梯形图