探讨PLCcontrolsystem软件设计

袁少飞

袁少飞（东莞市现代教育研究所）

摘要：由PLC（ProgrammablelogicController）为主要核心整合的AUTOcontrolsystem，称为PLCcontrolsystem，可编程控制器的总体结构与运行方法与微控制器、IPC等不完全相似，跟一般的继电器控制也具有很大的分别。并且决定其controlsystem的设计也不完全相似，其中主要的一样就是软件、硬件是单独设计的。本文就PLCcontrolsystem的软件设计做一下讲解。

关键词：PLC软件设计

0引言

因为要做到生产工艺的控制要求，来提升生产效益与产品品质，在设计PLCcontrolsystem时必须遵从四大原则：①最大幅度地做到被控对象的控制要求。②在满足控制要求之后，努力把controlsystem做到更方便更经济与更容易维护。③检验好controlsystem的security与reliability。④设计规划要想到生产力与技术改进，预备一定的扩充性能的地方。PLCcontrolsystem软件就是设计生产时的可控程序。可控程序的设计必须明白工艺过程，确实控制规则，列出输入输出分配表的基础上进行。在实际的工作中，软件的实现方法有很多种，具体使用哪种方法，根据设计人的需求不同而不同的，以下是几种常用的方法。

1经验设计法

在一些一般的操控环节和电路的基础里，依据被操控对象对controlsystem的总体需求，根据实际情况进行选择、结合。并为了获取一个合理的设计效果，肯定要多次重复调试与整理，增进某些辅助触点和电子元件。这种设计方式没有固定的规律可以询查，就算有一定的可探性和随基性质，最终所求的结果也并不单一，设计需要的速度、设计的品质与设计者的工作经验多少有一定关。经验设计法对于某些设计难度不大的controlsystem的设计时效果比较明显，能以最短的时间获得最大最佳的效果。只是，这种设计方法往往是依赖设计者的经验去进行设计的，所以对设计人员的水平要求较高，对设计人员的实践经验要求比较高，对工业controlsystem和工业上常用的各种典型环节比较熟悉。不过如果是复杂的系统，通常经验法设计周期长，掌握上手较难，系统正常之后，维护难度较大。因此，经验法通常只用于比较简单的或与某些典型系统相类似的controlsystem的设计。

2逻辑设计法

在工业电气控制中，大多都是通过继电器来运作的，但是继电器，交流接触器的接点都具有两个状态就是吸合和断开，因此，用“1”和“0”两个值为逻辑代数设计电气控制线路时完全是没问题的，最早的PLC应用就是替代继电器controlsystem，因此用逻辑设计方法一样适合PLC应用程序的设计。当一个逻辑函数用逻辑变量的基本运算式表达出来后，实践这个逻辑函数的线路就没问题了了。其实这种方法运用多了之后，甚至梯形程序也能不做了，立刻写出逻辑函数与公式调用的指令语句程序。用逻辑设计法设计PLC应用程序的一般步骤如下：

2.1罗列执行元件动作节拍表；

2.2绘制电气controlsystem的状态转移图；

2.3进行系统的逻辑设计；

2.4编写程序；

2.5检验；调整；维护好设计程序。

3顺序功能图法

顺序功能图法是第一根据系统的工艺流程设计顺序功能图，第二再依据顺序功能图设计顺序控制程序。在顺序功能图里，在实践转换时使前级步的活动终结再使后续步的活动开始，步之间不会重叠。就是系统中大量复杂的连锁关系在步的转换中得以解决。而对于每一步的程序段，只需处理十分容易的逻辑关系。所以这种编程方式十分容易上手，规律性强。设计出的控制程序结构清晰、可读性高，程序的调试和运行也很容易上手，能大副度提升工作能力。西门子S7-200PLC采用顺序功能图法设计时，可用顺序控制继电器（SCR）指令、置位/复位（S/R）指令、移位寄存器（SHRB）指令等实现编程。顺序控制继电器（SCR）指令是基于顺序功能图（SFC）的编程方式，专门用于编制顺序控制程序。使用它必须依据顺序功能图进行编程。顺序控制继电器指令的SCR程序段对应于顺序功能图中的步，当顺序控制继电器S位的状态为“1”时，对应的SCR段中被激活，即顺序功能图对应的步被激活，成为活动步，否则是非活动步。SCR段中执行程序所完成的动作或命令对应着顺序功能图中该步相关的动作或命令。程序段的装换（SCRT）指令相当于实施了顺序功能图中的转换功能。由于PLC周期循环扫描执行程序，编制程序时各SCR段只要按顺功能图有序地排列，各SCR段活动状态的进展就能完全按照顺序功能图中有向连线规定的方向进行。依据顺序功能图用置位/复位（S/R）指令编制顺序控制程序。用置位/复位（S/R）指令编制顺序控制程序时，使内部标志位继电器与顺序功能图中的步骤建立对应关系。通过置位/复位（S/R）指令，使其某标志位继电器置位或复位，从而达到使相应步的激活和失励的目的。现以4台电动机的顺序启动为例说明用移位寄存器（SHRB）指令来编制顺序控制程序，启动的顺序为M1→M2→M3→M4，顺序启动的实践间隔为30ｓ，启动后进行正常运行，直到停车。

controlsystem设计的难易程度因控制任务而异，也因人而异。对于经验丰富的工程技术人员来说，在长时间的专业工作中，受到过各种各样的磨练，积累了许多经验，除了一般的编程方法外，更有自己的编程技巧和方法，可采用经验法。但不管采用哪种方法，平时多注意积累和总结时很重要的。在程序设计时，除了I/O地址列表外，有时还要把在程序中用到的中间继电器（M）、定时器（T）、计数器（C）和存储单元（V）及它们的作用或功能列写出来，以便编写程序和阅读程序。在编程语言的选择上，用梯形图编程还是用语言表编程或使用功能图编程，这主要取决于以下几点：①有些PLC使用梯形图编程不是很方便，则可以使用语句表编程，但是梯形图总比语句表直观；②经验丰富的人员可以使用语句表直接编程，就像使用汇编语言一样；③如果是清晰的单顺序、选择顺序或并发顺序的控制任务，则最好用顺序功能图来设计。

4结语

通过本文作者的详细解说的各种设计的关键，例如包括经验设计法，逻辑设计法，顺序功能图法的详细解说，对于PLC为核心组成的自动controlsystem，即PLCcontrolsystem的软件设计方面大家都有一定程度上的理解。设计PLCcontrolsystem时只要遵循4个基本原则，问题基本就可以解决了。其实设计方法还是有很多的，希望各位同行能给予各种意见。