控制規格書的寫法 — 連停法與復歸法都在試車前決定好

最後更新: 2026-09-24 ／分類: 控制設計、PLC

控制規格書是在寫程式之前，連裝置的停法與復歸法都決定好、並與相關人員取得共識的文件。本文寫給設備廠的控制設計者：問客戶異常時要怎麼動，得到的回答只有「停下來」的人。

機器人因異常停止時，夾緊的工件要不要放開？緊急停止解除後，要從哪裡開始動？規格書沒寫，軟體負責人就得當場決定，客戶與機械設計的認知落差要到驗收時才浮現。本文的範例是一台搬送裝置：輸送帶把工件送到定位、夾緊，再由機器人取出。

1. 每一章先決定書寫形式，不留下只有文字的章

每一章先決定要定什麼、用什麼形式寫。因為只用文字寫的章，每個讀的人想像的動作都不一樣。章名各公司不同。「書寫形式」這一欄是該章用什麼來寫。

章	要決定的事	書寫形式	取得共識的對象
範圍與前提	自己的控制範圍到哪裡。機器人的動作程式、安全迴路、與上位生管 PC 的通訊由誰做。週期時間	文字與表	客戶、機械設計
系統架構	機器與通訊。每條線的主站	系統架構圖的畫法	電氣設計、對方機器的負責人
輸入輸出與位址	訊號名稱與 PLC 位址。停止方向的訊號是否在正常時為 ON	PLC 位址對照表的作法	電氣設計
運轉模式與狀態	模式的清單與允許切換的條件。運轉狀態（運轉中、停止中等）的轉移方式	表	客戶（操作、保養的負責人）
動作	每個工程的動作，以及進到下一步之前等待的條件	PLC 控制流程圖的畫法	機械設計
與對方機器的訊號	交握的順序與等待時間的上限。對方停止時訊號會怎樣	時序圖的畫法	對方機器的負責人
停止與異常	停止的種類。每個異常的停法、不停的部分、復歸步驟	異常清單的表	客戶、安全的負責人
手動操作	手動時也要生效的互鎖	條件的表	機械設計、客戶
畫面與操作盤	畫面的清單，以及異常的通知方式（燈、蜂鳴器、畫面）	畫面清單	客戶
變更記錄	版次與變更處的理由。尚未決定的事項及其負責人	表	全員

架構、輸入輸出、動作、與對方機器的訊號這幾章，畫成圖就看得出不一致。畫法如表中連結的指南所述。容易一句話帶過的，是模式、停止與異常、手動操作這幾章。下面的第 2 節就是那些章要決定的事。

2. 模式、停止、復歸、手動要取名字，用表決定

先畫出自己控制範圍的界線 機器人的動作程式由機器人負責人寫，切斷動力的是安全迴路。PLC 讀取安全迴路的狀態，負責善後與復歸的步驟（緊急停止復歸流程圖（範例））。範圍之外不寫內容，只寫「由誰決定」以及在界線上交換的訊號。
運轉模式與狀態分成不同的表 模式是「誰可以動什麼」的區分，狀態是整台裝置的運轉狀態。排在同一個清單裡，就無法決定自動模式下異常停止時可以操作什麼。模式切換以狀態為條件來寫，自動切到手動只在等待啟動或異常停止中才允許。
決定停止的種類並取名字 客戶說的「停下來」有好幾種停法：在段落處停的週期停止、當場停下再繼續的暫停、等待重置的異常停止、切斷動力的緊急停止。緊急停止要用立即切斷動力的停止類別 0，還是減速後再切斷的類別 1，與安全負責人決定。
逾時異常從流程圖的「等待」撿出來 每個等待都定好秒數，逾時就和動作一對一。等人的地方，以及只是上游工件沒來的地方，不設上限。像伺服警報、氣壓這種任何工程都會發生的異常，與等待分開，依機器逐一撿出。
復歸分成三段：排除原因、重置、啟動 重置時機器絕不能動起來。重置只清除顯示並接受啟動，中途的工件取下後原點復歸流程圖（範例）。從中斷處續行，只限每個位置「有、沒有」工件能唯一確定的異常（範例的 E01、E02）。
寫下對方機器的訊號在異常與斷電時會怎樣 停止方向的訊號以「正常 = ON」接收。若以「異常 = ON」接收，斷電或斷線就會被讀成「無異常」。交握的順序與等待時間上限，用時序圖的畫法與對方取得共識（交握時序圖（範例）的第 4 節）。
把允許手動動作的條件列成表 手動時也要生效的互鎖，與手動時解除的條件，分開寫。因為手動用於異常後的復歸，「機器人在干涉範圍內時不開閉夾具」在手動時也要生效。能從畫面解除的只有為了 PLC 功能而設的互鎖；保護人員的安全門與緊急停止放在安全迴路裡，不能解除。

3. 範例：搬送裝置的異常清單，連不停的部分也要寫

異常清單的一列，寫偵測條件、停法、不停的部分、復歸步驟。範例的搬送裝置依以下順序動作。

輸送帶在入口感測器看到工件後啟動，送到定位
夾緊後，向機器人送出取出要求
機器人進入抓住工件，送出夾具打開的要求
PLC 打開夾具後，機器人把工件帶出並回傳取出完成

前提是機器人為本裝置專用，收到取出要求就立刻來取。偵測條件的秒數是動作時間加上餘裕：輸送帶搬送約 5 秒、夾具開閉約 0.5 秒、機器人取出約 5 秒。表是異常清單的一部分。

異常	偵測條件	停法	復歸步驟
E01 工件未到達	輸送帶啟動後 8 秒，定位感測器仍未 ON	異常停止。輸送帶當場停止	確認輸送帶上的工件，排除卡料 → 重置 → 啟動（從搬送重做）
E02 夾具閉合不良	夾具閉合指令後 1.5 秒，閉端感測器仍未 ON	異常停止。夾具指令不變	確認工件方向 → 手動開閉夾具確認閉端 → 重置 → 啟動（從夾緊重做）
E03 機器人取出未完成	取出要求 ON 後 10 秒，取出完成仍未到	異常停止。取出要求保持送出。夾具指令不變	確認機器人側的異常 → 若手爪抓著工件且夾具閉合，則打開手爪 → 退回退避位置。取下留在治具或手爪的工件 → 切斷取出要求 → 重置 → 原點復歸 → 啟動
E04 輸送帶軸伺服異常	伺服放大器的故障輸出（正常時 ON）變為 OFF	異常停止。伺服 OFF	排除原因 → 解除伺服警報 → 重置 → 原點復歸 → 啟動
E05 緊急停止	安全繼電器的監視（正常時 ON）變為 OFF	緊急停止（安全迴路切斷動力。PLC 切斷動作輸出與自保持）	解除緊急停止 → 重置 → 原點復歸 → 啟動

E02 與 E03 的「停法」也寫了不停的部分。因為 E02 若打開夾具，就看不出工件卡在哪裡。E03 的取出要求要保留還是撤掉，和撤掉時機器人怎麼動是一組的，要與機器人負責人決定。在交接途中停止時，機器人在裡面期間不開閉夾具（上面第 2 節的第 7 項），所以打開的是手爪。

異常的名稱在畫面文字與程式註解中也原樣使用。這樣驗收時就不會被問「畫面的『工件未到』和規格書的『工件未到達』是同一個嗎」。

4. 從架構開始寫，手動操作的條件寫在異常清單之後

範圍與系統架構 決定自己的控制範圍，把機器與通訊畫成系統架構圖的畫法。
輸入輸出與位址 依架構圖的每台機器，在PLC 位址對照表的作法分配訊號與位址。停止方向的訊號，以正常時為 ON 的方向接收。緊急停止接收安全繼電器的監視與按鈕的監視接點（b 接點），停止用的接點本身放進安全迴路。
正常的動作，與對方的交接 把工程流程畫成PLC 控制流程圖的畫法、與對方機器的順序畫成時序圖的階段。
為停止的種類與運轉狀態取名字 異常清單的「停法」欄，就是要用這些名字填。
從流程圖的等待建立異常清單 每個等待決定秒數、停法、不停的部分、復歸步驟。任何工程都會發生的異常，依機器逐一加上。
模式切換與手動操作的條件 寫在異常清單之後，條件比較不會漏。因為異常後的復歸會用到手動操作。
共同審閱與未決事項清單 召集章節表中「取得共識的對象」一起審閱。當場沒決定的事項，附上負責人與期限留在清單裡。

5. 容易漏掉的是：電源投入後、按鈕的按法、工件的排出方式、記錄

沒寫電源剛投入時的狀態 — 停電之後或早上開機時，工件可能留在中途。從原點復歸未完成的狀態（PLC 狀態轉移圖的畫法的原點未完成）開始，不接受啟動。確認中途的工件後，由操作者啟動原點復歸
蜂鳴器停止與重置的按法沒配合客戶的工廠 — 按法的規矩每個工廠都有，例如第一次按只停蜂鳴器、第二次按重置。與作業員習慣的按法不同，就只有這台裝置會按錯
只決定「原點復歸前把工件全部排出」 — 要寫到作業員怎麼排出。沒寫的話，之後會被要求加手動排出的操作。像卡料這種只能從機械側處理的異常，要寫到誰做什麼
沒決定異常停止時的生產記錄 — 中途工件的記錄要刪除，還是保留到中途並加標記？會上傳到上位生管 PC 的裝置，要與品質、生管的負責人決定。規格書沒寫，就變成之後的追加工作

6. 異常清單的一列，直接成為驗收的一個測試項目

異常清單的一列，直接就是驗收測試的一個項目。E01 就在定位前用手按住工件來確認：8 秒後輸送帶會不會停、畫面會不會顯示「工件未到達」、能不能依寫好的步驟復歸。列要編號並寫進測試記錄，合格基準也要寫在規格書裡，否則顯示文字不同時就會起爭執。

驗收時口頭決定的變更，也要提升規格書的版次，在變更記錄寫下理由。不留下來，之後就變成各說各話，追加費用的討論會鬧僵。

製作各章的圖的工具

控制規格書的圖表章節，可用本站的編輯器繪製，匯出成 SVG 或 Markdown 貼進規格書。4 個編輯器讀寫同一格式的 JSON。

System Diagram Editor — 系統架構的章。繪製機器與通訊、每條線的主站。
Address Map Editor — 輸入輸出與位址的章。依架構圖的每台機器分配訊號與 PLC 位址。
Timing Chart Editor — 與對方機器的訊號的章。繪製交握的順序，以及哪個訊號觸發哪個訊號。
Flowchart Editor — 動作的章。繪製工程的流程與等待。逾時異常從這裡畫的等待撿出。

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