plc程序如何停止

可编程逻辑控制器（PLC）程序的停止是工业自动化控制中的关键操作，它直接关系到设备安全与系统稳定。本文将从硬件与软件两个层面，系统阐述停止PLC程序的十二种核心方法，涵盖急停按钮、模式开关、程序指令、通讯控制等常规与高级手段。同时，深入分析不同停止方式的特点、适用场景、实施步骤及安全注意事项，旨在为工程师提供一套全面、实用且安全的操作指南，确保生产过程可控。

       在工业自动化领域，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller， 简称PLC）作为控制核心，其程序的启动、运行与停止构成了最基本的控制循环。其中，“停止”这一动作看似简单，实则蕴含着从紧急安全处理到精细流程管理的多重维度。一个设计不当或操作错误的停止过程，轻则导致生产中断、数据丢失，重则可能引发设备损坏甚至安全事故。因此，深入理解并熟练掌握PLC程序的各种停止方法，是每一位自动化工程师和现场维护人员的必备技能。本文将抛开泛泛而谈，从原理到实践，为您层层剖析停止PLC程序的完整图谱。

       一、 理解停止的本质：运行周期的中断

       要掌握停止的方法，首先需明晰PLC程序运行的本质。PLC采用循环扫描的工作方式，周而复始地执行输入采样、程序执行、输出刷新这三个阶段。所谓停止程序，其核心就是中断这个既定的扫描循环。这种中断可以根据需要是暂时的（暂停），也可以是彻底的（终止）；可以由外部硬件信号强制触发，也可以由内部软件逻辑自主决定。不同的停止方式，对应于对扫描循环不同环节和不同深度的干预。

       二、 硬件层面的强制停止手段

       硬件停止是最直接、最优先的停止方式，通常在紧急或需要绝对强制性的场合下使用，其设计核心原则是安全与可靠，往往独立于PLC的用户程序之外。

       （一）紧急停止按钮

       这是工业现场最常见、最关键的硬件停止装置。急停按钮（Emergency Stop）通常采用醒目的红色蘑菇头按钮，并符合安全规范中规定的直接断开控制回路的设计。当按下急停按钮时，其常闭触点会物理切断供给PLC输出模块或整个控制系统主回路的电源，从而强制所有受控设备（如电机、阀门）失电停止。此时，PLC本身可能因输入电源未被切断而仍在运行，但其输出已被硬件隔离，无法驱动外部负载，实现了最高级别的安全停止。复位急停通常需要手动旋转或拔出按钮。

       （二）模式选择开关

       通过PLC操作面板或外置的模式选择开关，可以将PLC从“运行”（RUN）模式切换至“停止”（STOP）模式。这是最标准的程序停止方式。当PLC处于停止模式时，其CPU会停止执行用户程序，但通常会保持与编程设备的通讯，并维持当前输入输出映像寄存器的状态（具体行为取决于PLC型号和设置）。这种方式下，程序的停止是受控的，便于进行在线监控、程序修改或故障诊断。

       （三）切断主电源

       直接断开PLC系统的总电源进线，是最彻底的硬件停止方法。这种方法会使整个PLC系统完全掉电，所有运行状态和数据（除非存储在非易失性存储器中）都会丢失。因此，它仅用于长时间停机、维护或极端故障情况下，不应作为常规操作手段。重新上电后，PLC需要经历一个完整的启动过程，其初始状态由硬件配置和软件中的初始化程序决定。

       三、 软件程序内的逻辑停止控制

       在用户程序内部实现停止逻辑，提供了高度的灵活性和自动化能力，能够根据复杂的工艺条件或联锁信号，实现智能、有序的停止。

       （一）使用停止指令

       大多数品牌的PLC都提供了专用的系统指令来控制CPU的运行状态。例如，在西门子（Siemens）的S7系列中，可以使用“STP”指令或调用系统功能“SFC 46”来使CPU进入停止状态。在三菱（Mitsubishi）的PLC中，有“STOP”指令。这些指令通常作为条件跳转的执行结果，当某个严重故障条件满足时，触发该指令，使CPU有序停止。使用此类指令前，需在程序中做好状态保存和故障记录工作。

       （二）条件跳转与主控逻辑封锁

       这是一种更为温和的“功能性停止”。并非让整个PLC停止扫描，而是通过条件跳转指令（如JMP、CALL的逆向逻辑）或主控指令（MC-MCR），使PLC跳过核心工艺程序段的执行。例如，当接收到“停止”命令信号时，一个常闭触点断开，导致后续所有的电机启动、流程步进等逻辑无法被执行，虽然PLC仍在扫描程序，但关键输出均保持为“关”状态，从而实现设备停止。这种方法适用于需要PLC继续处理其他辅助任务（如报警、通讯）的场合。

       （三）复位所有输出

       在程序内部，可以通过一段特定的逻辑，在满足停止条件时，使用数据传送指令（如MOV）或位操作指令（如RST），将所有的输出映像寄存器（Q区）一次性清零。这相当于在软件层面切断了输出信号，使外部设备失去控制信号而停止。这种方法的关键在于确保复位逻辑的优先级最高，且不受其他正常程序逻辑的影响，通常需要结合互锁设计。

       四、 通过通讯与上位系统的远程停止

       在现代分布式控制系统中，通过通讯网络由上位机或主站对下级PLC发出停止命令，已成为标准操作。

       （一）上位机监控软件命令

       通过组态软件（SCADA）、人机界面（HMI）或制造执行系统（MES）下达停止命令。上位系统通过工业以太网、现场总线等网络，向PLC的特定数据区域（如某个数据块或寄存器）写入一个约定的“停止代码”或直接置位一个“远程停止”标志位。PLC程序中需预先编写对此标志位的查询与响应逻辑，一旦检测到该信号，便执行前述的某种软件停止流程。这种方式便于集中管理和自动化调度。

       （二）主站PLC对从站的控制

       在由多个PLC组成的网络中，主站PLC可以根据全局工艺状态，通过通讯向从站PLC发送停止运行的数据报文。从站PLC接收到报文后解析并执行停止操作。这要求网络通讯协议（如PROFINET、EtherCAT、Modbus TCP等）支持此类控制命令的传输，并且主从站之间要有严格约定的应用层协议。

       五、 基于系统故障与保护机制的停止

       PLC自身的诊断系统和外部保护回路会在异常发生时自动触发停止，这是一种被动的保护性停止。

       （一）CPU硬件故障与看门狗超时

       当PLC检测到严重的硬件故障（如存储器错误、电源异常）或程序运行混乱导致“看门狗”定时器溢出时，CPU会自动进入停止状态，并点亮故障指示灯。看门狗定时器是CPU内部的一个计时器，正常运行时，程序会周期性地复位它；如果程序跑飞或陷入死循环，无法复位看门狗，计时溢出就会引发CPU停止，这是一种重要的自我诊断和保护机制。

       （二）外部安全回路触发

       独立于标准控制回路的安全回路（如安全继电器、安全PLC构成的回路）被触发时（例如光栅被遮挡、安全门被打开），会通过安全数字量输入模块向PLC发送一个安全信号。PLC程序或专用的安全功能块会立即响应，以安全的方式停止相关运动部件。这类停止通常与符合安全标准（如IEC 62061）的功能安全设计相结合。

       六、 停止过程的管理与注意事项

       仅仅知道如何停止是不够的，如何安全、平稳、有序地停止，才是工程实践的更高要求。

       （一）停止顺序与工艺流程的匹配

       对于复杂的连续生产过程，停止绝非一刀切。程序设计中必须考虑停止顺序。例如，在一条输送线上，应先停止最下游的进料设备，再依次停止上游设备，避免物料堆积。在化工过程中，可能需要先关闭主阀，再执行泄压、清洗等步骤。这要求停止逻辑不是一个简单的开关，而是一个由步进逻辑或顺序功能图描述的多步过程。

       （二）状态保持与数据存储

       在计划性停止（尤其是暂停）时，需要保存当前的工艺状态、计数器值、定时器值、步骤指针等关键数据。这些数据应被存储在PLC的保持型数据区或通过指令写入非易失性存储器。这样，在下次启动时，系统可以从中断点恢复，而不是从头开始，这对于保持生产连贯性和产品质量至关重要。

       （三）停止后的输出状态处理

       必须明确规定当程序停止后，数字量输出和模拟量输出应处于何种状态（“0”、“1”或保持最后值）。这通常在PLC的硬件配置中设置。例如，对于电磁阀控制的气缸，停止时可能要求输出置“0”以使其复位；而对于一个温度控制回路，停止时可能希望模拟量输出保持当前值，以避免温度骤变。错误的输出状态设置可能带来安全隐患。

       （四）停止信号的滤波与防误触发

       无论是硬件按钮还是软件信号，停止指令的触发必须可靠。在程序中对停止输入信号进行延时滤波（去抖动）是常见做法，可以避免因触点抖动或信号干扰导致的误停止。对于重要的停止命令，有时会采用“二次确认”逻辑，即首次触发后，需要在规定时间内再次确认，才真正执行停止。

       七、 高级功能与安全集成

       随着技术发展，停止功能也与更高级的系统特性深度融合。

       （一）与运动控制的协同停止

       对于控制伺服电机、步进电机的运动控制应用，停止不仅仅是关闭输出。PLC需要向驱动器发送特定的停止命令，如“减速停止”、“紧急停止”，使电机按照预设的减速度曲线平稳停下，避免机械冲击。这通常通过专用的运动控制指令或通讯协议来实现。

       （二）安全PLC与标准PLC的差异

       安全PLC（Safety PLC）专为功能安全设计，其停止机制更为严格。它通常采用冗余的处理器和差异比较，通过安全程序（而非标准用户程序）来处理安全停止信号。安全停止的输出通过安全输出模块实现，即使中央处理器故障，也能通过硬件确保安全回路断开，达到更高的安全完整性等级。

       八、 总结与最佳实践建议

       停止，作为控制逻辑的终点，其重要性不亚于启动。一个优秀的控制系统设计，必然包含一套层次分明、响应迅速、安全可靠的停止策略。建议工程师在设计之初，就根据设备的风险评估结果，明确划分停止的等级（如紧急停止、安全停止、工艺停止、暂停），并为每一等级设计对应的硬件回路和软件响应逻辑。同时，详尽的文档记录、对操作人员的培训以及定期的功能测试，是确保这些停止机制在关键时刻真正有效的最终保障。理解并善用这些停止PLC程序的方法，您才能真正驾驭自动化系统，确保生产既高效又安全。

       通过以上从基础到进阶、从硬件到软件、从常规到安全的全方位探讨，我们希望您对“PLC程序如何停止”这一问题有了系统而深入的认识。在实际应用中，灵活组合运用这些方法，构建适合自身工艺需求的停止体系，是自动化工程从“能用”走向“好用”和“可靠”的关键一步。