PLC程序的经验设计法

PLC控制程序设计方法与技巧摘要：当前主流的PLC程序设计方法包括仅适用于简单系统的经验设计方法，无法处理并行系统的逻辑代数设计方法，和存在数据膨胀问题的Petri网设计等。

随着PLC硬件技术的不断完善，PLC应用的不断深入，人们开始不断探索新的PLC程序设计法方法与思想，以适应不断发展的PLC硬件技术，促进PLC技术的不断发展完善与推广应用。

关键词：PLC控制系统；程序设计；技巧引言PLC控制系统梯形图程序设计的方法主要有两种，即经验编程法和顺序控制编程法。

最常用的是经验编程法，它没有固定的方式和步骤可以遵循，具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系统，没有一种容易掌握的通用设计方法，即使是相同的硬件系统，由不同的人设计，肯定会设计出不同的程序，有的人设计的程序简洁明了，而有的人设计的程序虽然能达到控制系统的要求，完成控制任务，但冗长复杂，阅读起来十分艰难。

由此可见，梯形图程序设计的难度较大，是一种高端、复杂、烦琐、乏味、耗时、费力的智力“游戏”。

一个结构清晰、简单易懂的简洁程序，一是可以大大减少设计工作量，降低设计者劳动强度；二是可以提高程序的可读性，让程序的用户一目了然；三是可以减少程序运行的时间，节省程序占用的空间。

掌握一定的梯形图程序设计诀窍，有助于实现这些目的和要求。

本文介绍了一些梯形图程序设计的技巧和经验，希望对提高ＰＬＣ技术初学者的编程能力有一定的帮助。

1面向对象的PLC程序设计方法1.1STEP7平台简介STEP7是西门子PLC的编程软件平台，提供了数据块（DB）、组织块（OB）、系统功能（SFC）、功能块（FB）、系统功能块（SFB）、功能（FC）等功能模块其中，DB用于存储程序变量，OB为系统程序接口，SFC可被用户直接调用，FB可实现动态、静态分配，SFB具有存储空间且可被用户直接调用，FC没有存储空间且只有在调用时才被分配。

1.2STEP7中类的设计STEP7中的FB和DB模块分别实现了控制逻辑与数据管理的封装，借助这两模块，可实现面向对象语言中类的特性。

PLC程序设计常用的方法PLC程序设计常用的方法主要有经验设计法、继电器控制电路转换为梯形图法、逻辑设计法、顺序控制设计法等。

1. 经验设计法经验设计法即在一些典型的控制电路程序的根底上，根据被控制对象的具体要求，进行选择组合，并屡次反复调试和修改梯形图，有时需增加一些辅助触点和中间编程环节，才能到达控制要求。

这种方法没有规律可遵循，设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系，所以称为经验设计法。

经验设计法用于较简单的梯形图设计。

应用经验设计法必须熟记一些典型的控制电路，如起保停电路、脉冲发生电路等2. 继电器控制电路转换为梯形图法继电器接触器控制系统经过长期的使用，已有一套能完成系统要求的控制功能并经过验证的控制电路图，而PLC控制的梯形图和继电器接触器控制电路图很相似，因此可以直接将经过验证的继电器接触器控制电路图转换成梯形图。

主要步骤如下：〔1〕熟悉现有的继电器控制线路。

〔2〕对照PLC的I/O端子接线图，将继电器电路图上的被控器件〔如接触器线圈、指示灯、电磁阀等〕换成接线图上对应的输出点的编号，将电路图上的输入装置〔如传感器、按钮开关、行程开关等〕触点都换成对应的输入点的编号。

〔3〕将继电器电路图中的中间继电器、定时器，用PLC的辅助继电器、定时器来代替。

〔4〕画出全部梯形图，并予以简化和修改。

这种方法对简单的控制系统是可行的，比拟方便，但较复杂的控制电路，就不适用了。

3. 逻辑设计法逻辑设计法是以布尔代数为理论根底，根据生产过程中各工步之间的各个检测元件〔如行程开关、传感器等〕状态的变化，列出检测元件的状态表，确定所需的中间记忆元件，再列出各执行元件的工序表，然后写出检测元件、中间记忆元件和执行元件的逻辑表达式，再转换成梯形图。

该方法在单一的条件控制系统中，非常好用，相当于组合逻辑电路，但和时间有关的控制系统中，就很复杂。

4. 顺序控制设计法根据功能流程图，以步为核心，从起始步开始一步一步地设计下去，直至完成。

PLC程序的经验设计法编程实例在plc进展的初期，沿用了设计继电器电路图的方法来设计梯形图程序，即在已有的些典型梯形图的基础上，依据被控对象对掌握的要求，不断地修改和完善梯形图。

有时需要多次反复地调试和修改梯形图，不断地增加中间编程元件和触点，最终才能得到一个较为满足的结果。

这种方法没有普遍的规律可以遵循，设计所用的时间、设计的质量与编程者的阅历有很大的关系，所以有人把这种设计方法称为阅历设计法。

它可以用于规律关系较简洁的梯形图程序设计。

用阅历设计法设计PLC程序时大致可以按下面几步来进行：分析掌握要求、选择掌握原则；设计主令元件和检测元件，确定输入输出设备；设计执行元件的掌握程序；检查修改和完善程序。

下面通过例子来介绍阅历设计法。

一、设计举例1．送料小车自动掌握的梯形图程序设计（1）被控对象对掌握的要求如图1a所示送料小车在限位开关X4处装料，20s后装料结束，开头右行，遇到X3后停下来卸料，25s后左行，遇到X4后又停下来装料，这样不停地循环工作，直到按下停止按钮X2。

按钮X0和X1分别用来起动小车右行和左行。

图1 送料小车自动掌握a）小车运行示意图b）梯形图（2）程序设计思路以众所周知的电动机正反转掌握的梯形图为基础，设计出的小车掌握梯形图如图1b所示。

为使小车自动停止，将X3和X4的常闭触点分别与Y0和Y1的线圈串联。

为使小车自动起动，将掌握装、卸料延时的定时器T0和T1的常开触点，分别与手动起动右行和左行的X0、X1的常开触点并联，并用两个限位开关对应的X4和X3的常开触点分别接通装料、卸料电磁阀和相应的定时器。

（3）程序分析设小车在起动时是空车，按下左行起动按钮X1，Y1得电，小车开头左行，遇到左限位开关时，X4的常闭触点断开，使Y1失电，小车停止左行。

X4的常开触点接通，使Y2和T0的线圈得电，开头装料和延时。

20s后T0的常开触点闭合，使Y0得电，小车右行。

小车离开左限位开关后，X4变为“0”状态，Y2和T0的线圈失电，停止装料，T0被复位。

在PLC发展的初期，沿用了设计继电器电路图的方法来设计比较简单的PLC 的梯形图，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。

有时需要多次反复地调试和修改梯形图，增加一些中间编程元件和触点，最后才能得到一个较为满意的结果。

这种PLC梯形图的设计方法没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随意性，最后的结果不是唯一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，所以有人把这种设计方法叫做经验设计法，它可以用于较简单的梯形图(如手动程序)的设计。

梯形图的经验设计法是目前使用比较广泛的一种设计方法，该方法的核心是输出线圈，这是因为PLC的动作就是从线圈输出的(可以称为面向输出线圈的梯形图设计方法)。

其基本步骤如下：（1）分解控制功能，画输出线圈梯形图。

根据控制系统的工作过程和工艺要求，将要编制的梯形图程序分解成独立的子梯形图程序。

以输出线圈为核心画输出位梯形图，并画出该线圈的得电条件、失电条件和自锁条件。

在画图过程中，注意程序的启动、停止、连续运行、选择性分支和并联分支。

（2）建立辅助位梯梯形图。

如果不能直接使用输入条件逻辑组合作为输出线圈的得电和失电条件，则需要使用工作位、定时器或计数器以及功能指令的执行结果作为条件，建立输出线圈的得电和失电条件。

（3）画出互锁条件和保护条件。

互锁条件是可以避免同时发生互相冲突的动作，保护条件可以在系统出现异常时，使输出线圈动作，保护控制系统和生产过程。

在设计梯形图程序时，要注意先画基本梯形图程序，当基本梯形图程序的功能能够病足要求后，再增加其他功能，在使用输入条件时，注意输入条件是电平、脉冲还是边沿。

调试时要将梯形图分解成小功能块调试完毕后，再调试全部功能。

经验设计法具有设计速度快等优点，但是，在设计问题变得复杂时，难免会出现设计漏洞。

下面介绍两个程序设计实例。

例：运货小车的自动控制1.运货小车的动作过程图1运货小车在限位开关SQ0装料(见图1)10s后，装料结束。

《plc经验设计法编程技巧探讨【浅析流量计算在PLC中的编程技巧】》摘要：关键词:PLC(可编程控制器);流量显示;计算编程引言目前,由于PLC(可编程逻辑控制器)的高可靠性及灵活性,广泛应用于电力、钢铁、机械制造等各行各业,特别是应用于各种复杂的自动化控制系统中,它可以进行各种运算,在用于流量累积时又有其编程的独特之处，在正常应用中,我们一般需要流量的总量(即累积值),但是流量计输出的信号一般是4-20mA电流信号,这种信号输出的是瞬时流量,我们必须按照严格的时间间隔计算才能保证瞬时流量的准确性,而累积流量就是将每个时间段内的累积流量累加起来,在实际使用PLC编程的过程中必须注意以下几个问题: (1) 如何选用时间脉冲进行瞬时流量计算; (2) 如何避免计算累积量的误差; (3) 如何复位累积量，解决方法是采用多个流量累积器,只允许同数量级的数值相加,从而避免数值有效位数损失,实际编程中可采用了几个累积器,当第一个累积器的达到上限后,将这个累积器的值累加到第2个累积器中,并把第一个累积器清零,对于第三个累积器也同样处理等等,再用一个累积器用于保存累积量小数部分数值,用另一个累积器用于保存累积量整数部分数值,这样在显示总累积量时只需显示整数部分和小数部分就可以了,整个过程充分避免了累积过程中大数与小数相加的情况出现摘要:根据PLC工作的基本原理,分析研究了流量累积计算的方法,并进行了分析,指出流量计算在PLC中编程中的独特性。

关键词:PLC(可编程控制器);流量显示;计算编程引言目前,由于PLC(可编程逻辑控制器)的高可靠性及灵活性,广泛应用于电力、钢铁、机械制造等各行各业,特别是应用于各种复杂的自动化控制系统中,它可以进行各种运算,在用于流量累积时又有其编程的独特之处。

下面就流量累积编程进行详细的分析和论述(以西门子S7-300为例)。

计算流量累积量在正常应用中,我们一般需要流量的总量(即累积值),但是流量计输出的信号一般是4-20mA电流信号,这种信号输出的是瞬时流量,我们必须按照严格的时间间隔计算才能保证瞬时流量的准确性,而累积流量就是将每个时间段内的累积流量累加起来,在实际使用PLC编程的过程中必须注意以下几个问题: (1) 如何选用时间脉冲进行瞬时流量计算; (2) 如何避免计算累积量的误差; (3) 如何复位累积量。