LabVIEW & PLC還未出師的小工程師部落格

有許多人問過我PLC程式的寫作問題，但多數的情況都是小問題，不會很複雜

會有這類問題的，幾乎全是學生。我和一些學校的合作案例中，多數的教出學生基礎相當差，因為老師大多是照本宣科，說實在學不了多少。真的有心要進電控這一行，去電機補習班才能學到必要的知識

寫程式之前要先有的基礎知識：

1.PLC硬體知識：有很多學生是先買了PLC，再來問要如何用在他的案子中，基本是這是本末倒置的做法；要買PLC之前沒有先去了解該型號PLC的性能特性，只因為價格便宜就買，這是初學者的通病

正確的流程應該是先分析案子的動作流程和需求，規劃需要哪些配合的電控硬體，再尋找符合需求的PLC型號

若需要用到特殊模組，最好先了解一下特殊模組的相關性能。因為各廠牌間不能互換，若只有某廠牌符合需求，PLC就必需要使用同一廠牌

多數問問題的學生都是買電晶體輸出的PLC，但是在這一行用最多是繼電器輸出的PLC。若不確定自己案子的需求，又急著要先買PLC的話，買繼電器輸出的PLC型號後續問題較少
再來是廠牌選用問題：雖然PLC廠牌很多，撇開大型PLC不說，在台灣這行業用最多的大概就是三菱、歐姆龍和永宏這三大品牌。主要是學校教的大概都是這三大品牌為主，市面上有關PLC的書也是以這三大品牌為主；另一個原因是這三大品牌的周邊模組較齊全容易取得，再來就是穩定度高

那這這三大品牌該選用哪種？學校的案子用三菱FX系列或永宏FBs系列大概就不會錯，因為學校目前教的幾乎多是這2種型號，接點編號和應用指令也雷同，學校教的可以直接套用；歐姆龍就不推薦使用，因為在外流通的資料較少，有教的學校不多。接點編號和應用指令也是獨樹一格，學校教的多數沒用。另一個不推薦的原因是歐姆龍在電腦通訊這方面的資料太少，要和電腦配合的話，對學生來說是個麻煩

另外型號的選用要考慮實際狀況；例如輸出沒有幾個，卻有一堆輸入訊號時。有些同學直接買大點數的PLC，放著一堆輸出接點用不到。因為很多學校設備都會挪用，這種買法不會奇怪；業界的狀況則傾向買小點數的PLC，再加購輸入模組

2.配電材料知識：PLC不是單獨使用的硬體，一定會用到一些開關燈號之類的配電材料，如何把這些配電材料和PLC正確安裝連接是必學知識。奇怪的是不知為何接觸過的學校大半沒有教這個，學生只會按照老師教的安裝連線，卻不知道為何要那樣安裝；曾經就有學生拿電晶體輸出PLC直接接馬達，然後跑來問為何馬達動不了

3.人機螢幕知識：現在一些學校的大型案子已無法只用PLC就結案，多數還要搭配人機螢幕或電腦；電腦和PLC的配合較複雜，等真的進了這行再慢慢學。相比之下人機螢幕和PLC的配合簡單許多，不想外包請人處理的，程式自學自寫應該不成問題

寫程式前的準備：

畫動作流程圖或時序圖，有需要的話連電路圖也畫好；動作流程圖或時序圖不一定要很標準，重點是討論時能看得懂，順序分明沒有模糊解釋的空間

雖然不多但有些公司寫PLC程式和配電是分開的，那機器出問題時是找寫程式的工程師還是找配電的師傅？動作流程圖和電路圖可以減少許多麻煩

更重要的是動作流程圖對接案的公司是個保障，尤其是接學校的案子

最早曾經有個學校案子完成的機器動作不如預期，委外的配電公司因為不寫動作流程圖，到底是哪裡動作出問題一直和學校有爭議，最後程式和電路修改超過20次以上才完成。委外的配電公司經過這場教訓，打死都不再接和學校有關的案子

後來的案子我都是在機器設計完成時同時也完成動作流程圖，而動作流程圖也請學校老師或教授再三確認並簽名後，才會開始配電和寫程式。這樣做照理說應該不會出問題了吧？學校方面偏偏就是會有意想不到的狀況

某案子公司只負責機器設計和配電，PLC和電腦程式學校另外包給其他公司。試機時機器動作定位不準，結果學校不找寫程式的公司，反而是找機器設計公司算帳。一個減速比高達360還掛剎車的馬達輸送帶定位誤差會超過5公分以上？怎麼想都不會是硬體問題，按照動作流程絕對是程式問題。但教授一口咬定就是硬體問題，就是不找寫程式的公司來處理。當天從早上改機器改到晚上，教授提出的各種改法都試過了還是不行，最後才給我那家配電公司的電話。電話接通後我只問"按照動作流程，東西到定位時，是先停止馬達再跑電腦程式，還是跑完電腦程式再停止馬達？"那家公司工程師一聽就懂，跑來改程式不用5分鐘搞定所有問題

畫動作流程圖除了確認機器動作外，同時也確認在每一動作階段該有哪些訊號輸入，那些訊號要輸出。通常動作流程圖完成的同時，程式的基本架構走向也完成大半

如果是接案子，要記得動作流程圖一定要和設計者或最終使用者討論，這是避免後續跑維修改程式的麻煩；公司曾經委外過5家配電公司，只有一家有在畫流程圖和我討論，也只有那家公司配電的機器使用10多年從來沒維修過，其餘的光是每年跑維修都跑不完。那為何不繼續找那家公司？只因老闆每次都想改動作流程圖，那家公司沒有完全照做所以被換掉。說實在話改動作流程會不會有問題是設計者最清楚，不經過設計者就改動作流程哪能不出問題。後面幾家委外廠商看準老闆的牛脾氣，老闆要怎麼改就配合改，後續出差維修再收出差費

寫程式心得：

1.寫I/O表：這一動作基本上在動作流程圖完成時，應該也同時完成了。每個輸出輸入的接點編號清清楚楚，後續寫程式就不用再想個老半天

2.要謹記PLC程式的特性是由上到下，從左到右的順序掃描執行；所以有時相同的程式碼，因為其中幾行先後順序不同，執行的結果不如預期

除非是使用SFC的寫法，否則我一般的寫法一定是把輸出接點放在最後面；同一接點一定是以最靠近底下程式的狀態為最後輸出結果，曾經有同學寫的程式一開始M0接點ON，在底下又把M0接點OFF，然後問為什麼不會動作？底下那段程式不改，怎樣都不會動

3.除了SFC寫法外，程式中輸出接點(Y接點)都要避免重複，也就是禁止雙線圈輸出。用SFC寫法其實還是要注意一下，很多同學在某一步序把輸出ON保持住，後續忘了把輸出OFF，還奇怪動作沒有繼續下去

4.同一輸出接點有很多動作都會用到時，先用輔助接點(M接點)取代，程式最後再把輔助接點整合到同一輸出接點上；基本上PLC輔助接點(M接點)很多，不必省著用

5.要使用應用程式時先徹底了解應用程式的特性；各廠牌PLC多少有點不同，應用程式也是。同名稱用法不一定相同，曾經就有同學拿這種問題來問，為什麼同一種程式寫法換個廠牌就不行？

6.事關安全的緊急停止開關不要完全用PLC接點取代；PLC接點總有損壞的時候，緊要關頭停不下來就會是場災難。總之就是有狀況時緊急停止開關能優先跳過PLC程式，關閉機器所有可動部分。當然這部分要靠配電的配線來配合處理

7.和電腦或人機螢幕配合時，除了緊急停止開關和一些感測器的輸入訊號外，其餘的一些開關全部用輔助接點(M接點)取代。使用的輔助接點(M接點)最好是連號，電腦寫程式時會比較省事。同樣若需要由電腦或人機螢幕監控輸出輸入接點狀態時，使用的輸出輸入接點最好也是連號，也是方便電腦寫程式時會比較省事

8.寫程式註解：很多寫PLC程式的工程師從來不寫註解，怕被別人破解，要破解方法多的是，有無註解其實沒差；註解不一定要寫在程式內，也可以另外寫在其他文件上，我現在是用這方法

註解的主要用途是方便以後修改程式，找故障原因。前面寫配合不良的委外廠商，完全沒在寫流程圖和註解；以我設計蔬菜嫁接機為例，在機器完成設計的同時我就已經同時完成動作流程圖，因為是和學校合作的案子，流程圖有預留可能會修改動作位置的註解。結果委外公司的工程師完全不看流程圖，在機器完成時才一邊說動作流程給他聽一邊寫程式。最糟糕的是事後沒有寫註解，試機時教授只說要改一下動作，他就改不動了搞了3天還沒有弄好，原因是他忘了程式裡哪個接點有什麼用途。這台機器也成了和那家公司合作的最後一個案子

後續這台機器的PLC程式由我接手完成，當然是完全按照自己寫的流程圖，不到3天搞定程式。後來試機的使用者要求追加動作，因為原始動作流程圖有預留可能會修改動作位置的註解，程式的修改不用5分鐘就搞定

9.若是接學校的案子，動作流程預留可修改空間是必備選項。學校的案子幾乎沒有一次搞定的，修改多次是很正常的事。若覺得這樣不划算，在投標時這些費用就要先灌在投標金額內，當然風險就是很難得標，所以要灌多少金額就要自己拿捏一下

總結下來：先畫動作流程圖，依動作流程圖需求選定合用的PLC型號。選定採購好PLC之後，搞定其他配電硬體問題，確定沒問題才動手寫程式。寫程式一定要留下註解，方便日後修改維修

學寫PLC程式還是從傳統階梯圖開始學起，不要一下跳到SFC寫法。這樣才能打下穩固的基礎

學習時必備的工具書是PLC附的原廠說明書，最好是能搭配硬體學習。若沒有那個經費，較新版的PLC編輯程式大都具有模擬功能，能模擬PLC大部分動作，也可以用來學習