4. PLC基本指令与车站信号灯控制实战

地铁车站的信号灯控制看似只是“亮与灭”，但落到PLC程序里，它同时涉及位逻辑判断、时间延迟和计数累计三类基本能力。本节以车站站台“正常指示灯—到站预警灯—故障报警灯”这一典型控制场景为主线，把位逻辑指令、定时器、计数器串成一条可编写、可调试的完整程序链。学完本节，你应当能独立写出一个带延时确认和故障计数的信号灯控制程序，并知道如何用监控表判断它是否按预期工作。

一、位逻辑指令：把“条件”翻译成触点

位逻辑指令处理的是布尔量，核心就是常开触点、常闭触点、线圈以及置位/复位。编写信号灯程序的第一步，是把现场条件写成“什么情况下灯该亮”。以站台正常指示灯 HL1 为例，它的点亮条件可归纳为：车站处于运营模式（M_Operate）、站台门关闭到位（PED_Closed）、无故障报警（NOT Alarm）。用梯形图表达就是三个常开触点串联驱动线圈：

|--[ M_Operate ]--[ PED_Closed ]--[/ Alarm ]----( HL1 )--|

这里 [/ Alarm ] 是常闭触点，表示“报警不存在”这一条件成立。初学者最容易犯的错误是把常闭触点理解成“报警时导通”，实际上常闭触点在变量为0时导通，正好对应“无报警才允许正常灯亮”的逻辑。置位（S）与复位（R）指令则用于需要“保持”的状态，例如报警灯一旦触发就应保持点亮，直到人工确认复位，这时用 (S) HL_Alarm 比用普通线圈更合适，因为普通线圈在每个扫描周期都会被重新赋值，条件消失灯就灭了。

二、定时器：给信号加“确认时间”

车站里很多信号不能一有变化就立刻响应，否则瞬时抖动会造成误报警。定时器的作用就是引入时间确认。以到站预警灯 HL2 为例：列车接近信号（Train_Approach）出现后，预警灯应点亮；但为避免轨道电路瞬时干扰，要求信号持续 2 秒才确认。可选用接通延时定时器 TON：

|--[ Train_Approach ]--------------------( TON T1, PT:=2s )--|
|--[ T1.Q ]----------------------------------( HL2 )---------|

TON 的工作要点是：使能输入为1时开始累计，累计到预设值 PT 后输出 Q 置1；使能输入一旦变0，累计值立即清零、Q 复位。因此它适合“持续满足才动作”的确认场景。与之相对的断开延时定时器 TOF 适合“信号消失后灯再保持一段时间”的场景，例如列车离开后预警灯延时 3 秒熄灭，避免乘客看到灯突然跳变。选择哪种定时器，取决于你要确认的是“出现”还是“消失”。

定时器的预设值要注意时基。若定时器时基为 100 ms，则 2 秒对应 PT=20；若时基为 1 s，则 PT=2。编程时必须核对定时器类型对应的时基，否则会出现“设了2却等了200秒”的低级错误。

三、计数器：把偶发故障累计成报警

故障报警灯 HL3 不应因一次瞬时异常就点亮，而应在短时间内多次异常后报警，这时用计数器 CTU。设站台门异常信号 Door_Fault 每出现一个上升沿计数一次，累计达到 3 次则触发报警：

|--[ Door_Fault ]--------------------( CTU C1, PV:=3 )--|
|--[ C1.Q ]--------------------------( S )--( HL_Alarm )--|
|--[ Reset_Button ]------------------( R )--( C1 )-------|

CTU 在计数输入每个上升沿使当前值加1，达到预设值 PV 时输出 Q 置1；复位输入为1时当前值清零、Q 复位。注意计数输入必须用上升沿触发，否则信号持续为1的整个期间每个扫描周期都会加1，计数会瞬间溢出。实际编程中可用 |P| 上升沿触点或边沿检测指令实现。

四、程序结构与调试判读

把上述三段组合起来，就形成本节的核心控制程序。下图展示了从现场信号到三盏灯的逻辑链路，以及定时器、计数器在其中的位置：

程序写完后必须通过调试确认逻辑正确。推荐用PLC软件的监控表同时观察：T1.ET（定时器累计值）、T1.Q、C1.CV（计数器当前值）、C1.Q 以及三盏灯线圈状态。调试时按以下顺序验证：先强制 Train_Approach=1，观察 T1.ET 是否从0递增、约2秒后 T1.Q 变1、HL2 点亮；再让信号变0，确认 T1.ET 立即清零、HL2 熄灭。随后手动触发 Door_Fault 三次上升沿，观察 C1.CV 依次为1、2、3，第三次后 C1.Q 置1、HL3 保持点亮；最后按复位按钮，确认 C1.CV 归零、HL3 熄灭。

本节的三类指令并非孤立知识点：位逻辑决定“什么条件组合”，定时器决定“条件要持续多久”，计数器决定“异常累计多少次”。把这三者按现场工艺要求组合，再配合监控表逐点核对中间变量，就能把一段看似复杂的车站信号灯程序拆解成可验证的小段，这也是后续学习更复杂联锁逻辑的基础方法。