PLC的編程設(shè)計方法

　　一、經(jīng)驗設(shè)計法

　　這種方法沿用了繼電器控制電路來設(shè)計梯形圖。它是在基本控制單元和典型控制環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，進行選擇組合，并經(jīng)過多次反復(fù)調(diào)試和修改梯形圖，有時還需要增加一些輔助觸點和中間編程環(huán)節(jié)，才能達到所需的控制要求。這種方法沒有規(guī)律可遵循，設(shè)計所需時間和設(shè)計質(zhì)量與設(shè)計者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系，所以稱為經(jīng)驗設(shè)計法。經(jīng)驗設(shè)計法適用于較簡單的梯形圖設(shè)計。應(yīng)用經(jīng)驗設(shè)計法時必須熟記一些典型的控制電路，如起-保-停電路，脈沖發(fā)生電路等。

　　經(jīng)驗設(shè)計法的步驟如下：

　　1、在準(zhǔn)確了解控制要求后，合理地為控制系統(tǒng)中的事件分配輸人、輸出口。選擇必要的軟元件，如定時器、計數(shù)器，輔助繼電器等。

　　2、對于一些控制要求較簡單的輸出，可直接寫出它們的工作條件，以起-保-停電路模式完成相關(guān)的梯形圖支路。工作條件稍復(fù)雜的可借助輔助繼電器。對于控制較復(fù)雜的系統(tǒng)，應(yīng)正確分析控制要求，并確定組成控制要求的關(guān)鍵點。在以邏輯為主的控制中（如搶答器）關(guān)鍵點為影響控制狀態(tài)的點。在以時序為主的控制中（如交通燈）關(guān)鍵點為控制狀態(tài)轉(zhuǎn)化的時間。

　　3、將關(guān)鍵點用梯形圖表達出來。關(guān)鍵點總是要用軟元件來代表的，在安排軟元件時需考慮并安排好。繪制關(guān)鍵點的梯形圖時，可使用常見的基本環(huán)節(jié)，如定時器計時環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)、分頻環(huán)節(jié)等。在完成關(guān)鍵點梯形圖的基礎(chǔ)上，針對系統(tǒng)最終的輸出進行梯形圖的繪制。使用關(guān)鍵點綜合出最終輸出的控制要求。

　　4、審查以上草繪圖樣，在此基礎(chǔ)上補充遺漏的功能，更正錯誤，進行最后的完善。依靠經(jīng)驗直接設(shè)計控制系統(tǒng)，有時需要多次反復(fù)的調(diào)整和修改梯形圖，最后才能達到一個較為滿意的結(jié)果。因此，這種方法具有很大的隨意性，最終結(jié)果也不唯一。由于過多依賴經(jīng)驗設(shè)計，因此要求設(shè)計者具有豐富的經(jīng)驗，要能熟悉掌握控制系的大量實例和典型環(huán)節(jié)。

　　二、繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法

　　繼電器-接觸器控制系統(tǒng)經(jīng)過長期使用，已有一套能完成系統(tǒng)要求的控制功能并經(jīng)過驗證的控制電路，而PLC控制的梯形圖和繼電器-接觸器控制電路很相似，因此可以直接將經(jīng)過驗證的繼電器-接觸器控制電路轉(zhuǎn)換成梯形圖。主要步驟如下：

　　1、熟悉現(xiàn)有的繼電器-接觸器控制電路。

　　2、對照PLC的I/O端子接線圖，將繼電器-接觸器控制電路上的被控器件（如接觸器線圈、指示燈、電磁閥等）換成接線圖上對應(yīng)的輸出點的編號，將電路上的輸人裝置（如傳感器、按鈕行、程開關(guān)等）觸點都換成對應(yīng)的輸人點的編號。

　　3、將繼電器接觸器控制電路中的中間維電器、定時器，用PLC的輔助繼電器、定時器來代替。

　　4、畫出全部梯形圖，并子以簡化和修改。

　　這種方法對簡單的控制系統(tǒng)是可行的，比較方便，但較復(fù)雜的控制電路，就不適用了。

　　三、邏輯設(shè)計法

　　邏輯設(shè)計法是從控制系統(tǒng)中各種物理量的邏輯關(guān)系出發(fā)的一種設(shè)計方法。它以布爾代數(shù)為理論基礎(chǔ)，根據(jù)生產(chǎn)過程中各工步之間各檢測元件（如行程開關(guān)、傳感器等）狀態(tài)的變化，列出檢測元件的狀態(tài)表，確定所需的中間記憶元件，再列出各執(zhí)行元件的工序表，然后寫出檢測元件、中間記憶元件和執(zhí)行元件的邏輯表達式，并轉(zhuǎn)換成梯形圖。這種方法既有嚴密可循的規(guī)律性和可行的設(shè)計步驟，又有簡便、直觀和十分規(guī)范的特點。該方法在單一的條件控制系統(tǒng)中，非常好用，相當(dāng)于組合邏輯電路，但和時間有關(guān)的控制系統(tǒng)中，就很復(fù)雜。主要步驟如下：

　　1、通過結(jié)合控制要求進行具體分析，給制控制系統(tǒng)循環(huán)圖和檢測元件分布圖，取得電氣執(zhí)行元件功能表。

　　2、繪制控制系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，通常它由輸出信號狀態(tài)表、輸人信號狀態(tài)表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換主令表和中間記憶狀態(tài)表四部分組成。根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，進行控制系統(tǒng)的邏輯設(shè)計，包括寫出中間記憶元件的邏輯表達式和執(zhí)行元件的表達式。

　　3、將邏輯函數(shù)轉(zhuǎn)化為梯形圖或語句表形式。由于語句表的結(jié)構(gòu)和形式與邏輯函數(shù)非常相似，很容易直接由邏輯函數(shù)轉(zhuǎn)化。而梯形圖可以通過語句表過渡一下，或直接由邏輯函數(shù)轉(zhuǎn)化。

　　4、程序的完善和補充。主要包括手動工作方式的設(shè)計、手動與自動工作方式的選擇、自動工作循環(huán)、保護措施等。

　　四、順序控制設(shè)計法

　　根據(jù)功能流程圖，以步為核心，從起始步開始一步一步地設(shè)計下去，直至完成。此法的關(guān)鍵是畫出功能流程圖。狀態(tài)流程圖又叫功能表圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖或狀態(tài)圖。它是完整地描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和狀態(tài)的一種圖形，是分析和設(shè)計電氣控制系統(tǒng)順序控制程序的一種重要工具。首先將被控制對象的工作過程按輸出狀態(tài)的變化分為若干步，并指出工步之間的轉(zhuǎn)換條件和每個工步的控制對象。這種工藝流程圖集中了工作的全部信息。在進行程序設(shè)計時，可以用中間繼電器（M）來記憶工步，一步一步地順序進行，也可以用順序控制指令來實現(xiàn)。狀態(tài)流程圖是一種通用的技術(shù)語言，可以為不同專業(yè)的工程技術(shù)人員進行技術(shù)交流服務(wù)。

　　最后軟件設(shè)計好后一般先進行模擬調(diào)試。模擬調(diào)試可以通過仿真軟件來代替PIC硬件在計算機上調(diào)試程序。如果有PLC硬件，可以用小開關(guān)和按鈕模擬PLC的實際輸人信號（如起動、停止信號）或反饋信號（如限位開關(guān)的接通或斷開），再通過輸出模塊上各輸出位對應(yīng)的指示燈，觀察輸出信號是否滿足設(shè)計的要求。需要模擬量信號I/O時，可用電位器和萬用表配合進行。在編程軟件中可以用狀態(tài)圖或狀態(tài)圖表監(jiān)視程序的運行或強制某些編程元件。

　　在模擬調(diào)試過程中，應(yīng)充分考慮各種可能出現(xiàn)的情況對各種不同的工作方式以及運行條件都應(yīng)逐一試驗，不能遺漏，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時修改。對于指令較多的程序，需采用設(shè)置斷點的方法，加快程序故障的查找，直到在各種可能的情況下，控制系統(tǒng)完全符合系統(tǒng)控制受求。

　　完成PLC整個軟硬件設(shè)計后，將PIC安裝到控制現(xiàn)場或?qū)⒄{(diào)試好的程序傳送到現(xiàn)場使用的PLC存儲器中，連接好PLC與輸人信號以及驅(qū)動負載的接線。待確認連接無誤后，就可進行現(xiàn)場調(diào)試。調(diào)試時主電路一定要斷電，先對控制電路進行聯(lián)機調(diào)試。通過現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試，還會發(fā)現(xiàn)新的問題或?qū)δ承┛刂乒δ艿母倪M，應(yīng)及時解決調(diào)試時發(fā)現(xiàn)的軟件和硬件方面的問題，直到滿足工藝流程和系統(tǒng)控制要求。

　　根據(jù)調(diào)試的最終結(jié)果，整理出完整的技術(shù)文件，如電氣接線圖、狀態(tài)流程圖、帶注釋的梯形圖以及必要的文字說明等，隨系統(tǒng)一起交付使用。在說明書中通常對程序的控制要求、程序的結(jié)構(gòu)、流程圖等給以必要的說明，并且給出程序的安裝操作使用步驟等。