4. 基本顺控指令与梯形图编程

在Omron Sysmac Studio中，梯形图（Ladder Diagram）仍然是设备联锁与顺控逻辑最直观的表达方式。本节围绕置位/复位、定时器、计数器、比较指令、跳转与子程序六类基本指令，构建一个单设备启停与简单步序控制的完整示例。理解这些指令的“执行时机”和“保持特性”，是写出可靠顺控程序的前提。

一、置位/复位与自保持：启停逻辑的两种写法

Sysmac中置位指令为SET，复位指令为RSET。它们的特点是：条件成立时执行一次，之后即使条件断开，位状态仍保持。这与普通线圈OUT“条件断开即失电”的行为完全不同。

单设备启停最经典的写法是自保持回路：启动按钮Start（常开）与运行输出Run的常开触点并联，再串联停止按钮Stop（常闭）。按下Start，Run线圈得电；松开Start后，电流经Run自身触点维持，实现自锁。这种写法依赖扫描周期，逻辑直观，但停止按钮必须使用常闭触点，接线断开时设备会停止，符合故障安全原则。

另一种写法使用SET/RSET：Start上升沿触发SET(Run)，Stop上升沿触发RSET(Run)。这种写法不依赖自锁触点，逻辑更清晰，尤其适合多个条件分别置位和复位的场合。需要注意的是，SET/RSET必须配合上升沿（P触点或@指令）使用，否则每个扫描周期都会重复执行，虽然结果相同，但会掩盖逻辑意图。

二、定时器：TON、TOF与步序延时

Sysmac提供TON（通电延时）、TOF（断电延时）、TP（脉冲）等定时器。TON最常用：输入条件成立后开始计时，达到设定值PT时输出Q置ON；输入断开则计时复位。

定时器在顺控中的典型用法是“步与步之间的等待”。例如某气缸伸出后需等待0.5s再启动下一动作，可将气缸到位信号接入TON的IN，PT设为T#500ms，TON的Q作为下一步的启动条件。这里要特别注意：TON的IN条件必须保持成立，若中途断开，计时会清零重来。若需要“到位后即使信号抖动也继续计时”，应先用SET锁存到位信号，再送入TON。

定时器当前值ET可用于比较或显示，例如ET >= T#300ms时提前触发某个辅助动作，实现分段延时。

三、计数器与比较指令：次数控制与参数判断

计数器CTU在CU输入上升沿时加1，达到设定值PV时输出Q置ON，RES复位。典型应用是“循环N次后停止”或“累计产量达到设定值报警”。例如包装机每完成一次动作，接近开关产生一个脉冲送入CTU，PV设为100，Q输出触发“满箱”信号。

比较指令包括>、<、>=、<=、=、<>，可直接比较整数、实数或时间。在顺控中，比较指令常用于“步序号判断”：用一个整数变量Step表示当前步，通过Step = 10、Step = 20等条件驱动不同输出。这种方式比大量自锁回路更易维护，也便于用HMI显示当前步。

需要区分“比较指令”和“比较触点”：前者是独立指令，输出为BOOL；后者直接作为触点使用。两者功能等价，选择取决于梯形图排版习惯。

四、跳转与子程序：程序结构与执行控制

跳转指令JMP与LBL成对使用。当JMP条件成立时，程序跳转到对应LBL处继续执行，中间的程序段被跳过。跳转常用于“手动/自动模式切换”：手动模式下跳过自动步序段，避免两套逻辑同时输出。使用跳转时要注意：被跳过区段内的输出不会刷新，若其中包含需要保持的输出，应改用SET/RSET或将其移到跳转区外。

子程序通过SBS调用、SBN定义，适合将重复使用的逻辑（如气缸控制、报警处理）封装成独立块。子程序内可以使用局部变量，减少全局变量冲突。调用时需注意子程序的执行时机：它是在主程序扫描到SBS指令时被调用执行的，而不是并行执行。

五、单设备启停与三步序控制示例

下面给出一个可直接在Sysmac Studio中搭建的示例。设备为一个气缸驱动的压紧装置，动作顺序为：启动→压紧→保压0.5s→松开→完成计数。变量定义如下：

程序结构采用步序号法：

// 步0：空闲，等待启动
IF Step = 0 AND Start AND Stop THEN
    Step := 10;
END_IF;

// 步10：压紧
IF Step = 10 THEN
    ClampOut := TRUE;
    ClampIn  := FALSE;
    IF ClampPos THEN
        Step := 20;
    END_IF;
END_IF;

// 步20：保压0.5s
IF Step = 20 THEN
    ClampOut := TRUE;
    IF TON_1.Q THEN
        Step := 30;
    END_IF;
END_IF;

// 步30：松开
IF Step = 30 THEN
    ClampOut := FALSE;
    ClampIn  := TRUE;
    IF NOT ClampPos THEN
        CycleCnt := CycleCnt + 1;
        Step := 0;
    END_IF;
END_IF;

// 停止处理：任何时刻Stop断开，立即回步0并复位输出
IF NOT Stop THEN
    Step := 0;
    ClampOut := FALSE;
    ClampIn  := FALSE;
END_IF;

// 定时器调用
TON_1(IN := (Step = 20), PT := T#500ms);

这段程序中，Step是核心状态变量，所有输出都由Step和传感器条件共同决定。停止按钮Stop为常闭，正常运行时为ON；一旦断开，无论当前处于哪一步，都立即回步0并复位输出，实现故障安全。定时器TON_1在Step=20时开始计时，0.5s后Q置ON，推动步序进入30。

实际调试时，可在Sysmac Studio的Watch窗口中监视Step、ClampPos、TON_1.ET等变量，观察步序切换是否与传感器信号同步。若发现步序卡在某一步，优先检查该步的转换条件是否满足，以及传感器信号是否因抖动而反复通断。

从上面的状态图可以看出，步序号法的本质是把“当前处于哪一步”作为唯一状态变量，每一步只关心自己的进入条件、输出动作和退出条件。相比多个自锁回路并行，这种方式在步数增加时仍然清晰，也便于用HMI显示Step值进行故障定位。实际项目中，可将Step改为枚举或结构体，进一步提高可读性。

掌握这六类指令后，单设备启停与简单步序控制即可稳定实现。下一步的关键是把步序逻辑与设备联锁条件结合，例如在压紧步中增加“安全门关闭”作为允许条件，这将在后续联锁章节中展开。