一完美的PLC程序需滿足的設計要求

一套完整的PLC程序，并不僅僅是使系統(tǒng)能夠運行起來這么簡單，它也需要完整的注釋、精良的架構、良好的可擴展性、完備的報警保護系統(tǒng)、運行前的模擬系統(tǒng)。

1. 簡單性

使PLC程序盡可能簡單。簡單的含義就是盡可能的使用標準化的程序框架，盡可能使用簡單的指令。

要想程序簡單，從大的方面講，要優(yōu)化程序結構，用流程控制指令簡化程序，從小的方面講還要用功能強的指令取代功能單一的指令，以及注意指令的安排順序等。

2. 可讀性

要求所設計的程序可讀性要好。這不僅便于程序設計者加深對程序的理解，便于調(diào)試，而且，還要便于別人讀懂你的程序，便于使用者維護。必要時，也可使程序推廣。

要使程序可讀性好，所設計的程序就要盡可能清晰。要注意層次，實現(xiàn)模塊化，以至于用面向對象的方法進行設計。要多用一些標準的設計。

如遇特殊情況下采用語言編程，多數(shù)情況下請使用梯形圖編程，方便閱讀。

再就是I/O分配要有規(guī)律性，便于記憶與理解。必要時，還要做一些注釋工作。內(nèi)部器件的使用也要講規(guī)律性，不要隨便地拿來就用。

可讀性在程序設計開始時就要注意。這不易完全做到。因為在程序調(diào)試的過程中，指令的增減，內(nèi)部器件的使用變化，可能使原較清晰的程序，變的有些亂。所以在設計時就對調(diào)試增減留有一定的余地，然后調(diào)試完畢后再做一下整理，這樣所設計的程序具有更高的質(zhì)量。

程序的注釋，起碼應該有以下幾個方面：

A、系統(tǒng)注釋：整套程序的版權公司和此套程序用途

B、程序塊注釋：此程序塊的主要用途和作者

C、段注釋：此段代碼的用途

D、變量注釋：重要性無需多言，包含I/O注釋、中間變量注釋

而至于保密性的考慮，我覺得應該在程序的加密算法或者塊的加密上考慮，而不應該用減少注釋這種小聰明來實現(xiàn)。

3. 正確性

PLC的程序一定要正確，并要經(jīng)過實際工作驗證，證明其能夠正確工作。這是對PLC程序的最根本的要求，若這一點做不到，其它的再好也沒有用。

要使程序正確，一定要準確的使用指令，正確的使用內(nèi)部器件。準確的使用指令與準確理解指令相聯(lián)系，為此對指令含義和使用條件一定要弄清楚。必要時，可編些小程序對一些不清楚的指令作些測試。

同一指令，由于PLC的出廠批次不同或是PLC的系列型號的不同，一些指令細節(jié)有可能不一樣，應仔細查閱編程手冊。

內(nèi)部器件正確使用也是重要的。如有的PLC有掉電保護，有的PLC沒有。一定要做到該掉電保護的一定要用掉電保護的器件，反之則不能用。

總之，要準確的使用指令，正確使用內(nèi)部器件，使所編的程序能正確要作，這是對PLC程序最根本的要求。

舉個簡單的例子，西門子的上升沿和下降沿需要使用帶存儲功能的變量作為中間變量，比如M點或者DB點，如果使用FC的temp變量就會出問題的。

4. 可靠性

程序不僅要正確，還要可靠?？煽糠从持鳳LC程序的穩(wěn)定性，這也是對PLC程序的基本要求。

有的PLC程序，在正常的工作條件下或合法操作時能正確工作，而出現(xiàn)非正常工作條件(如臨時停電，又很快再通電)或進行非法操作(如一些按鈕不按順序按，或同時按若干按鈕)后，程序就不能正常工作了。這種程序，就不大可靠，或說不穩(wěn)定，就是不好的程序。

好的PLC程序對非正常工作條件出現(xiàn)，能予以識別，并能使其與正常條件銜接，可使程序適應于多種情況。好的PLC程序對非法操作能予以拒絕，且不留下“痕跡”。只接受合法操作。

聯(lián)鎖是拒絕非法操作常用的手段，繼電電路常用這個方法，PLC也可繼承這個方法。

5. 易改性

要使程序易改，也就是要便于修改。

PLC的特點之一就是方便，可靈活地適用于各種情況。其辦法就是靠修改或重新設計程序。

重新設計程序用于改變PLC工藝的用途要求的情況，不僅程序重編，而且I/O也要重新分配。多數(shù)情況下不需要重編程序，作一些修改就可以了。這就要求程序具有易性，便于修改。

易改也就是彈性，要求只要作很少的改動，即可達到改變參數(shù)或理改動作的目的。

6. 擴展性

許多程序可能在進現(xiàn)場之前都已經(jīng)編好，但是到了現(xiàn)場，可能還需要添加另外的程序，為了避免打亂整套系統(tǒng)的結構，需要在每個功能區(qū)預留一定的空間作為備用。

硬件上留出足夠的余量，軟件在編寫的時候把手動，自動，半自動考慮好，位置留出來。

7. 完備報警系統(tǒng)

PLC系統(tǒng)往往用于工業(yè)環(huán)境中，每一次的事故都會造成或大或小的損失，為了做到事故預處理或者在事故中將損失降到最小，必須重視PLC的報警和保護，在此將其摘出來作為系統(tǒng)的一個重要組成部分。

8. 程序模擬

為了保證現(xiàn)場的調(diào)試進度或者給客戶展示，往往在進現(xiàn)場之前，要對自己的程序進行全自動的模擬。為此需要在程序中加入模擬程序部分，模擬程序部分在正常現(xiàn)場運行之后斷開。為了使程序具備模擬功能，需要做以下工作：

(1)、將實際的PLC的I/O點轉換為PLC的中間變量或者數(shù)據(jù)塊變量;

(2)、根據(jù)工藝要求編寫各個設備的模擬程序。

在設計PLC程序的過程中，能夠滿足以上幾個方面的要求的就能稱的上是一個好程序了。

二PLC程序設計規(guī)范

1、選擇合適的PLC型號及I/O點數(shù)，有特殊功能需求時選擇特殊功能模塊。

2、熟悉所選擇的PLC編程指令及編譯軟件。

3、進行軟元件規(guī)劃，包括內(nèi)部繼電器、保持繼電器、數(shù)據(jù)寄存器、定時器、計數(shù)器等。

4、進行程序規(guī)劃，一般以故障提取、故障處理、手動處理、自動處理、輸出處理這樣的順序進行編程。比較大型的工程或設備按功能單元分段、分塊進行處理，如一條自動化生產(chǎn)線中有提升機、移行、頂起旋轉裝置等，則應按上述單元分段分塊編程。

5、在分段分塊編寫的程序前應加上簡短的段注釋，說明此段程序的功能，如有必要可以注明相應的工藝流程。分塊或分段的程序再總體程序的位置順序應基本上按工藝流程順序排列，便于程序的可讀性。

6、在程序設計之前，應對設備進行抽象，對如停止、急停、過載、超限、超時、安全光幕、碰停、門開關等共用因子進行提取，放在啟動回路或啟動主控、連鎖回路，作為整個程序結構的大前提，在此基礎下，再將程序分為自動、手動兩大功能區(qū)。

7、將程序結構手動功能區(qū)共用因子，如手動、危及設備人身安全等因數(shù)因子進行提取，放在手動主控、連鎖回路，對手動控制進行保護、屏蔽、報警。

8、將程序結構自動功能區(qū)共用因子，如自動、超限、超時等因數(shù)因子進行提取，放在自動主控、連鎖回路，對自動控制下設備進行保護、屏蔽、報警。一個總的原則就是，在確保安全的前提下，嚴格限制設備的進，寬松限制設備的出。

9、程序設計時應設計程序總復位功能，便于使用者在設備出現(xiàn)故障情況下，可以方便盡快恢復設備正常工作?？倧臀粦浞挚紤]在復位過程中設備和人員的安全。

10、自動模式切換到手動模式時，程序應清除自動模式下的輸出和中間狀態(tài)。特別是在自動模式使用SET指令時，必須在手動模式用RESET指令予以清除。

11、嚴禁在編制程序中使用雙輸出，即同一條輸出語句或同一個輸出線圈在程序中出現(xiàn)2次及以上。在不同模式條件下的對同一輸出點的輸出使用中間繼電器進行中轉，最后集中到一起并列到輸出點。

12、使用觸摸屏時，對觸摸屏和PLC公用的控制區(qū)和狀態(tài)區(qū)，不得做其他功能方面的編程使用。

13、對PLC的特殊模塊，在使用之前，應先查明其控制區(qū)和狀態(tài)區(qū)是否占用工作字，若占用，不得將這些工作字做其他方面的編程。

14、PLC的輸入、輸出、中間繼電器、定時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器等都要加中文注釋。輸入、輸出還要有元器件名稱位號。對應的輸入點，一般情況下默認為外圍開關連接的是NO觸點，對于需要接NC觸點的須在注釋中標明。所有注釋應當清晰明了，不易產(chǎn)生誤解，盡量少使用泛指。

15、工程調(diào)試完成后，系統(tǒng)必須保留最終軟件程序，保存的文件名應包含項目編號/作者/日期信息/版本號等。

16、關于程序加密：對于加密程序的密碼必須有專門的文件予以保存，并注明相應的用戶名+密碼+權限，分發(fā)給至少兩個人以上了解密碼，防止密碼丟失帶來無法打開程序的情況。

三編程建議

1、PLC和上位機(或觸摸屏)組成監(jiān)控系統(tǒng)時,在畫面上很多時候需要有“手動”、“自動”等控制模式(一般都是多個只能一個時)。在程序里面可以用“MOV”指令。如:當選擇“手動”就將常數(shù)1 MOV到一個寄存器VB10里面,當選擇“自動”就將2 MOV到同一寄存器VB10。只要判斷寄存器的數(shù)據(jù)是多少，就知道系統(tǒng)是那種控制方式。這樣的思路好處是容易理解，不需要互鎖之類的麻煩程序。

2、程序有模擬量控制時，如果讀取的模擬量基本上沒誤差，可以采取時間濾波的方式，延時一段時間。如果讀取的數(shù)據(jù)誤差很大，就需要采取其它的濾波方式，如算平均值等?？梢圆殚喯嚓P的資料。

3、在程序調(diào)試過程中(特別是設備改造時，你的程序是加入到原來設備的程序中時)，當程序語句中出現(xiàn)條件滿足，而輸出線圈不接通時，可以檢查你的這段程序是否是在這樣的語句之間,如JUMPgo to等語句。還有一種可能就是在中斷程序之后，條件滿足而沒輸出不接通，一般都是這段的程序不被掃描。

4、在順序控制程序時，即一個動作完成后，進入到下一個動作，等類似的順序控制，采用+10+10控制模式，本人覺得很方便。其思路是:預置一個寄存器，在初始化時值為0,當系統(tǒng)啟動后，對它+10，此時寄存器為10，寄存器等于10時可以做第一個動作;第一個動作完成后，再對寄存器+10，此時寄存器等于20，可以做第二個動作，第二個動作完成后又+10，此時寄存器等于30，這樣只要判斷寄存器里面數(shù)據(jù)為多少，就知道要完成那個動作。當需要跳躍動作時，可以不再+10，可以加+20+30....，看實際的需要而定。

為什么加10而不是加1，因為加10之后，如果插入一段，只要在這10個空余的地方隨便選擇一個位置就可以了。

5、在設計程序的時候，當出現(xiàn)工藝上的故障(非控制系統(tǒng)控制)，最好將故障現(xiàn)象保持，并有燈光聲音報警。直到操作工復位，以讓其知道系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。不然停機了，別人還認為你的程序問題。一般都是在設計一個新系統(tǒng)時，要注意到這些。

6、對于經(jīng)常調(diào)用的子程序，可以做成子模塊，頻繁調(diào)用。

7、由于生產(chǎn)機械在工作循環(huán)中的各工步運動在執(zhí)行時需要一定的時間，且這些時間都有一定的限度，因此可以以這些時間為參考，在要檢測的工步動作開始的同時，起動一個定時器，定時器的時間設定值比正常情況下該動作要持續(xù)的時間長20%～30%，而定時器的輸出信號可以用于報警或自動停機裝置。當生產(chǎn)機械某工步動作的時間超過規(guī)定時間，達到對應的定時器預置時間，還未轉入下一工步動作時定時器發(fā)出故障信號，該信號停止正常工作循環(huán)程序，起動報警或停機程序，這就是我們常說的超節(jié)拍保護。

8、一些安全用檢測開關(如急停按鈕、安全光幕、極限開關等)實用常閉(NC)輸入。

9、為安全、節(jié)能考慮，盡量將輸出設計成需要動作時才動作，一旦到位就停止輸出，而不要設計成平時一直輸出，需要停止時才讓輸出斷開。

10、執(zhí)行元件的動作原則應當是寧可不動，也不要亂動!

11、單臺設備控制：單臺設備必須有軟手操/自動切換以及軟手操時可以啟/停功能，由自動切換到軟手操時，設備不能停機;由軟手操切換到自動時，設備啟/停取決于自動程序。

12、單臺設備(泵、風機及其它大型設備)運行滿24小時

　　審核編輯：湯梓紅