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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自动步程序的设计方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制领域的电气设备，广泛应用于各类生产现场的自动化控制系统中。
在PLC系统中，自动步程序是控制逻辑的重要组成部分，它根据预先设定的规则和条件，控制各种输入输出设备的状态，实现对生产过程的自动化控制。
本文将介绍PLC自动步程序的设计方法，帮助读者更好地理解和应用PLC系统。
一、明确需求和功能在设计PLC自动步程序之前，首先要明确系统的需求和功能。
通过与生产现场的工艺流程和设备进行沟通，了解生产过程的整体逻辑和控制要求。
明确系统需要实现的功能和规则，确定各个输入输出设备之间的关系和控制顺序。
只有明确了需求和功能，才能更好地设计出合理的自动步程序。
二、确定控制逻辑根据系统的需求和功能，确定PLC自动步程序的控制逻辑。
通过逻辑图或流程图的方式，明确每个步骤之间的关系和先后顺序。
在确定控制逻辑时，需要考虑系统的实时性和稳定性，避免出现死循环或死锁的情况。
三、编写程序代码根据确定的控制逻辑，编写PLC自动步程序的程序代码。
在编写程序代码时，需要根据PLC的具体型号和规格，选用合适的编程语言和功能模块。
通常情况下，PLC的编程语言包括梯形图、指令列表、结构化文本等多种形式，根据实际需要选择合适的编程方式。
在编写程序代码时，应遵循以下原则：1. 规范命名：合理规范的命名可以提高程序的可读性和可维护性，避免出现混乱和错误。
2. 模块化设计：将程序分解成多个模块，每个模块负责完成特定的功能，便于调试和修改。
3. 添加注释：在程序代码中添加必要的注释，说明代码的作用和用途，方便他人理解和维护。
4. 异常处理：合理处理可能出现的异常情况，确保系统的稳定性和安全性。
四、调试和优化编写完PLC自动步程序后，需要进行调试和优化，确保程序的正确性和稳定性。
通过模拟输入输出信号，逐步检验程序的逻辑和控制效果，及时发现和解决问题。
第八讲教案
第八讲梯形图经验设计法
模块五第八讲
知识点PLC程序设计方法一经验设计方法教学学时2学时
教学要求：
1、掌握常见的可编程序控制器典型环节电路的程序编写
2、要求学生掌握基本程序用经验设计法来编程
重点、难点：
重点：继电器控制系统改变成PLC控制的基本方法，顺序功能图的设计，顺序控制梯形
图编程难点：顺序控制功能图的设计
主要内容：
梯形图经验设计方法
教学方法、教学手段：
PPT讲解
作业练习：
小结
一、梯形图经验设计法经验设计方法也叫试凑法，经验设计方法需要设计者掌握大量的典型电路，在掌握这些典型电
路的基础上，充分理
解实际的控制问题，将实际控制问题分解成典型控制电路，然后用典型电路或修改的典型电路进行拼凑梯形图。
二、梯形图经验设计法的步骤
1.分解梯形图程序
2.输入信号逻辑组合
3.使用辅助元件和辅助触点
4.使用定时器和计数器
5.使用功能指令
6.画互锁条件
7.画保护条件
第八讲教案Page 2 of 6 三、常用基本环节梯形图程序
1、启动、保持和停止电路
实现Y10的启动、保持和停止的四种梯形图如图所示。
这些梯形图均能实现启动、保持和停止的功能。
X0为启动信
号，X1为停止信号。
图a、c是利用Y10 常开触点实现自锁保持，而图b、d是利用SET、RST指令实现自锁保持。
2、三相异步电动机正反转控制
3、常闭触点输入信号的处理
如果输入信号只能由常开触点提供，梯形图中的触点类型与继电器电路的触点类型完全一致。
如果接入PLC的是输入信号的常闭触点，这时在梯形图中所用的X1的触点的类型与PLC外接SB2的常开触点时刚好相
第八讲教案Page 3 of 6 反，与继电器电路图中的习惯也是相反的。
建议尽可能采用常开触点作为PLC的输入信号。
4、多继电器线圈控制电路
下图是可以自锁的同时控制4个继电器线圈的电路图。
其中X0是起动按钮，X1是停止按钮。
5、多地控制电路
下图是两个地方控制一个继电器线圈的程序。
其中X0和X1是一个地方的起动和停止控制按钮，X2和X3是另一个地方的
起动和停止控制按钮。
6、互锁控制电路
下图是3个输出线圈的互锁电路。
其中X0、X1和X2是起动按钮，X3是停止按钮。
由于Y0、Y1、Y2每次只能有一个接
通，所以将Y0、Y1、Y2的常闭触点分别串联到其它两个线圈的控制电路中。
7、顺序起动控制电路
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如图所示。
Y0的常开触点串在Y1的控制回路中，Y1的接通是以Y0的接通为条件。
这样，只有Y0接通才允许Y1接通。
Y0关断后Y1也被关断停止，而且Y0接通条件下，Y1可以自行接通和停止。
X0、X2为起动按钮，X1、X3为停止按钮。
8、集中与分散控制电路
在多台单机组成的自动线上，有在总操作台上的集中控制和在单机操作台上分散控制的联锁。
集中与分散控制的梯
形图如图所示。
X2为选择开关，以其触点为集中控制与分散控制的联锁触点。
当X2为ON时，为单机分散起动控制；当
X2
为OFF时，为集中总起动控制。
在两种情况下，单机和总操作台都可以发出停止命令。
9、自动与手动控制电路
在自动与半自动工作设备中，有自动控制与手动控制的联锁，如图所示。
输入信号X1是选择开关，选其触点为联锁型号。
当X1为ON时，执行主控指令，系统运行自动控制程序，自动控制有效，同时系统执行功能指令CJ? P63，直接跳过手动控制程序，手动调整控制无效。
当X1为OFF时，主控指令不执行，自动控制无效，跳转指令也不执行，手动控制有
效。
10、闪烁电路
当拨动开关将X0接通，启动脉冲发生器。
延时2s后Y0接通，再延时1s后Y0断开。
这一过程周期性地重复。
Y0输出一系列脉冲信号，其周期为3s，脉宽为1s。
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11、延合延分电路
如图所示用X0控制Y0，当X0的常开触点接通后，T0开始定时，10s后T0的常开触点接通，使Y0变为ON。
X0为
ON时其常闭触点断开，使T1复位，X0变为OFF后T1开始定时，5s后T1的常闭触点断开，使Y0变为OFF，T1也被复位。
Y0用起动、保
持、停止电路来控制。
12、定时范围扩展电路
FX2N系列PLC定时器的最长定时时间为3276.7s，如果需要更长的定时时间，可以采用以下方法以获得较长延时时间。
1、多个定时器组合电路
如图所示。
当X0接通，T0线圈得电并开始延时，延时到T0常开触点闭合，又使T1线圈得电，并开始延时，当定时器
T1延时到，其常开触点闭合，再使T2线圈得电，并开始延时，当定时器T2延时到，其常开触点闭合，才使Y0接
通。
因此，从X0为ON开始到Y0接通共延时9000s。
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2、定时器和计数器组合
当X1为ON时，T1开始定时，0.6s后T1定时时间到，其常闭触点断开，使它自己复位，复位后T1的当前值变为0，同时
它的常闭触点接通，使它自己的线圈重新通电，又开始定时。
T1将这样周而复始地工作，直至X1变为OFF。
从分析中可看
出，最上面一行电路是一个脉冲信号发生器，脉冲周期等于T1的设定值。
产生的脉冲列送给C0计数，计满3个数后，
C0的
当前值等于设定值，它的常开触点闭合，Y0开始输出。
