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PLC程序編寫的基礎(chǔ)要求
1 PLC程序需滿足的設(shè)計(jì)要求 一套完整的PLC程序,，并不僅僅是使系統(tǒng)能夠運(yùn)行起來(lái)這么簡(jiǎn)單,，它也需要完整的注釋、精良的架構(gòu),、良好的可擴(kuò)展性,、完備的報(bào)警保護(hù)系統(tǒng),、運(yùn)行前的模擬系統(tǒng),。 簡(jiǎn)單性 使PLC程序盡可能簡(jiǎn)單,。簡(jiǎn)單的含義就是盡可能的使用標(biāo)準(zhǔn)化的程序框架，盡可能使用簡(jiǎn)單的指令,。 要想程序簡(jiǎn)單,，從大的方面講，要優(yōu)化程序結(jié)構(gòu),，用流程控制指令簡(jiǎn)化程序,，從小的方面講還要用功能強(qiáng)的指令取代功能單一的指令，以及注意指令的安排順序等,。 可讀性 要求所設(shè)計(jì)的程序可讀性要好,。這不僅便于程序設(shè)計(jì)者加深對(duì)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(hù)。必要時(shí),，也可使程序推廣,。 要使程序可讀性好,，所設(shè)計(jì)的程序就要盡可能清晰,。要注意層次，實(shí)現(xiàn)模塊化,，以至于用面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行設(shè)計(jì),。要多用一些標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)。 如遇特殊情況下采用語(yǔ)言編程,，多數(shù)情況下請(qǐng)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(shí)，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(lái)就用。 可讀性在程序設(shè)計(jì)開始時(shí)就要注意,。這不易做到,。因?yàn)樵诔绦蛘{(diào)試的過(guò)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(shè)計(jì)時(shí)就對(duì)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(shè)計(jì)的程序具有更高的質(zhì)量,。 程序的注釋,，起碼應(yīng)該有以下幾個(gè)方面： A、系統(tǒng)注釋：整套程序的版權(quán)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(wú)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(yīng)該在程序的加密算法或者塊的加密上考慮,，而不應(yīng)該用減少注釋這種小聰明來(lái)實(shí)現(xiàn)。 正確性 PLC的程序一定要正確，并要經(jīng)過(guò)實(shí)際工作驗(yàn)證,，證明其能夠正確工作,。這是對(duì)PLC程序的最根本的要求，若這一點(diǎn)做不到,，其它的再好也沒有用。 要使程序正確,，一定要準(zhǔn)確的使用指令,，正確的使用內(nèi)部器件。準(zhǔn)確的使用指令與準(zhǔn)確理解指令相聯(lián)系,，為此對(duì)指令含義和使用條件一定要弄清楚,。必要時(shí)，可編些小程序?qū)σ恍┎磺宄闹噶钭餍y(cè)試,。 同一指令,，由于PLC的出廠批次不同或是PLC的系列型號(hào)的不同，一些指令細(xì)節(jié)有可能不一樣,，應(yīng)仔細(xì)查閱編程手冊(cè),。 內(nèi)部器件正確使用也是重要的。如有的PLC有掉電保護(hù),，有的PLC沒有,。一定要做到該掉電保護(hù)的一定要用掉電保護(hù)的器件，反之則不能用,。 總之,，要準(zhǔn)確的使用指令，正確使用內(nèi)部器件,，使所編的程序能正確運(yùn)作,，這是對(duì)PLC程序最根本的要求。 舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,，西門子的上升沿和下降沿需要使用帶存儲(chǔ)功能的變量作為中間變量,，比如M點(diǎn)或者DB點(diǎn)，如果使用FC的temp變量就會(huì)出問(wèn)題的,。 可靠性 程序不僅要正確,，還要可靠,。可靠反映著PLC程序的穩(wěn)定性，這也是對(duì)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(shí)能正確工作，而出現(xiàn)非正常工作條件（如臨時(shí)停電,，又很快再通電）或進(jìn)行非法操作（如一些按鈕不按順序按,，或同時(shí)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(shuō)不穩(wěn)定,，就是不好的程序。 好的PLC程序?qū)Ψ钦９ぷ鳁l件出現(xiàn),，能予以識(shí)別,，并能使其與正常條件銜接，可使程序適應(yīng)于多種情況,。好的PLC程序?qū)Ψ欠ú僮髂苡枰跃芙^,，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(gè)方法，PLC也可繼承這個(gè)方法,。 易改性 要使程序易改,，也就是要便于修改。 PLC的特點(diǎn)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(shè)計(jì)程序。 重新設(shè)計(jì)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,，做一些修改就可以了,。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(dòng)，即可達(dá)到改變參數(shù)或易改動(dòng)作的目的,。 擴(kuò)展性 許多程序可能在進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)之前都已經(jīng)編好,，但是到了現(xiàn)場(chǎng)，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(jié)構(gòu),，需要在每個(gè)功能區(qū)預(yù)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(shí)候把手動(dòng),，自動(dòng),，半自動(dòng)考慮好，位置留出來(lái),。 完備報(bào)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(huì)造成或大或小的損失，為了做到事故預(yù)處理或者在事故中將損失降到最小,，必須重視PLC的報(bào)警和保護(hù),，在此將其摘出來(lái)作為系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。 程序模擬 為了保證現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試進(jìn)度或者給客戶展示,，往往在進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)之前,，要對(duì)自己的程序進(jìn)行全自動(dòng)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?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)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(shí)際的PLC的I/O點(diǎn)轉(zhuǎn)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(gè)設(shè)備的模擬程序,。 在設(shè)計(jì)PLC程序的過(guò)程中,，能夠滿足以上幾個(gè)方面的要求的就能稱的上是一個(gè)好程序了。 2 PLC程序設(shè)計(jì)規(guī)范 （1）選擇合適的PLC型號(hào)及I/O點(diǎn)數(shù),，有特殊功能需求時(shí)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(jìn)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(shí)器、計(jì)數(shù)器等,。 （4）進(jìn)行程序規(guī)劃,，一般以故障提取,、故障處理,、手動(dòng)處理,、自動(dòng)處理,、輸出處理這樣的順序進(jìn)行編程,。比較大型的工程或設(shè)備按功能單元分段,、分塊進(jìn)行處理,，如一條自動(dòng)化生產(chǎn)線中有提升機(jī),、移行、頂起旋轉(zhuǎn)裝置等,，則應(yīng)按上述單元分段分塊編程,。 （5）在分段分塊編寫的程序前應(yīng)加上簡(jiǎn)短的段注釋,，說(shuō)明此段程序的功能，如有必要可以注明相應(yīng)的工藝流程,。分塊或分段的程序在總體程序的位置順序應(yīng)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(shè)計(jì)之前，應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行抽象,，對(duì)如停止,、急停、過(guò)載,、超限、超時(shí)、安全光幕、碰停,、門開關(guān)等共用因子進(jìn)行提取，放在啟動(dòng)回路或啟動(dòng)主控、連鎖回路，作為整個(gè)程序結(jié)構(gòu)的大前提,，在此基礎(chǔ)下,，再將程序分為自動(dòng),、手動(dòng)兩大功能區(qū)。 （7）將程序結(jié)構(gòu)手動(dòng)功能區(qū)共用因子,，如手動(dòng),、危及設(shè)備人身安全等因數(shù)因子進(jìn)行提取，放在手動(dòng)主控,、連鎖回路,，對(duì)手動(dòng)控制進(jìn)行保護(hù)、屏蔽,、報(bào)警,。 （8）將程序結(jié)構(gòu)自動(dòng)功能區(qū)共用因子，如自動(dòng),、超限,、超時(shí)等因數(shù)因子進(jìn)行提取，放在自動(dòng)主控,、連鎖回路,，對(duì)自動(dòng)控制下設(shè)備進(jìn)行保護(hù)、屏蔽,、報(bào)警,。一個(gè)總的原則就是，在確保安全的前提下,，嚴(yán)格限制設(shè)備的進(jìn),，寬松限制設(shè)備的出,。 （9）程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)程序總復(fù)位功能，便于使用者在設(shè)備出現(xiàn)故障情況下,，可以方便盡快恢復(fù)設(shè)備正常工作,。總復(fù)位應(yīng)充分考慮在復(fù)位過(guò)程中設(shè)備和人員的安全,。 （10）自動(dòng)模式切換到手動(dòng)模式時(shí),，程序應(yīng)清除自動(dòng)模式下的輸出和中間狀態(tài)。特別是在自動(dòng)模式使用SET指令時(shí),，必須在手動(dòng)模式用RESET指令予以清除,。 （11）嚴(yán)禁在編制程序中使用雙輸出，即同一條輸出語(yǔ)句或同一個(gè)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(duì)同一輸出點(diǎn)的輸出使用中間繼電器進(jìn)行中轉(zhuǎn),，最后集中到一起并列到輸出點(diǎn)。 （12）使用觸摸屏?xí)r,，對(duì)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(duì)PLC的特殊模塊,，在使用之前,，應(yīng)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(shí)器、計(jì)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(hào),。對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)，一般情況下默認(rèn)為外圍開關(guān)連接的是NO觸點(diǎn),，對(duì)于需要接NC觸點(diǎn)的須在注釋中標(biāo)明,。所有注釋應(yīng)當(dāng)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(yīng)包含項(xiàng)目編號(hào)/作者/日期信息/版本號(hào)等,。 （16）關(guān)于程序加密：對(duì)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(yīng)的用戶名+密碼+權(quán)限，分發(fā)給至少兩個(gè)人以上了解密碼,，防止密碼丟失帶來(lái)無(wú)法打開程序的情況,。 3 編程建議 （1）PLC和上位機(jī)（或觸摸屏）組成監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，在畫面上很多時(shí)候需要有“手動(dòng)",、“自動(dòng)"等控制模式（一般都是多個(gè)只能一個(gè)時(shí)）,。在程序里面可以用“MOV"指令。如:當(dāng)選擇“手動(dòng)"就將常數(shù)1 MOV到一個(gè)寄存器VB10里面,當(dāng)選擇“自動(dòng)"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(shí)，如果讀取的模擬量基本上沒誤差,，可以采取時(shí)間濾波的方式,，延時(shí)一段時(shí)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(guān)的資料,。 （3）在程序調(diào)試過(guò)程中（特別是設(shè)備改造時(shí)，你的程序是加入到原來(lái)設(shè)備的程序中時(shí)）,，當(dāng)程序語(yǔ)句中出現(xiàn)條件滿足,，而輸出線圈不接通時(shí)，可以檢查你的這段程序是否是在這樣的語(yǔ)句之間,如JUMPgo to等語(yǔ)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(shí),，即一個(gè)動(dòng)作完成后，進(jìn)入到下一個(gè)動(dòng)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(yù)置一個(gè)寄存器,，在初始化時(shí)值為0,當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，對(duì)它+10，此時(shí)寄存器為10,，寄存器等于10時(shí)可以做第一個(gè)動(dòng)作,；第一個(gè)動(dòng)作完成后，再對(duì)寄存器+10,，此時(shí)寄存器等于20,，可以做第二個(gè)動(dòng)作，第二個(gè)動(dòng)作完成后又+10,，此時(shí)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(gè)動(dòng)作,。當(dāng)需要跳躍動(dòng)作時(shí),，可以不再+10，可以加+20+30....,，看實(shí)際的需要而定,。 為什么加10而不是加1，因?yàn)榧?0之后,，如果插入一段,，只要在這10個(gè)空余的地方隨便選擇一個(gè)位置就可以了。 （5）在設(shè)計(jì)程序的時(shí)候,，當(dāng)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(bào)警,。直到操作工復(fù)位,，以讓其知道系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。不然停機(jī)了,，別人還認(rèn)為你的程序問(wèn)題,。一般都是在設(shè)計(jì)一個(gè)新系統(tǒng)時(shí)，要注意到這些,。 （6）對(duì)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(jī)械在工作循環(huán)中的各工步運(yùn)動(dòng)在執(zhí)行時(shí)需要一定的時(shí)間,，且這些時(shí)間都有一定的限度，因此可以以這些時(shí)間為參考,，在要檢測(cè)的工步動(dòng)作開始的同時(shí),，起動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器的時(shí)間設(shè)定值比正常情況下該動(dòng)作要持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)20％～30％,，而定時(shí)器的輸出信號(hào)可以用于報(bào)警或自動(dòng)停機(jī)裝置。當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械某工步動(dòng)作的時(shí)間超過(guò)規(guī)定時(shí)間，達(dá)到對(duì)應(yīng)的定時(shí)器預(yù)置時(shí)間,，還未轉(zhuǎn)入下一工步動(dòng)作時(shí)定時(shí)器發(fā)出故障信號(hào),，該信號(hào)停止正常工作循環(huán)程序，起動(dòng)報(bào)警或停機(jī)程序,，這就是我們常說(shuō)的超節(jié)拍保護(hù),。 （8）一些安全用檢測(cè)開關(guān)（如急停按鈕、安全光幕,、極限開關(guān)等）使用常閉（NC）輸入,。 （9）為安全、節(jié)能考慮,，盡量將輸出設(shè)計(jì)成需要?jiǎng)幼鲿r(shí)才動(dòng)作,，一旦到位就停止輸出，而不要設(shè)計(jì)成平時(shí)一直輸出,，需要停止時(shí)才讓輸出斷開,。 （10）執(zhí)行元件的動(dòng)作原則應(yīng)當(dāng)是寧可不動(dòng)，也不要亂動(dòng),！ （11）單臺(tái)設(shè)備控制：?jiǎn)闻_(tái)設(shè)備必須有軟手操/自動(dòng)切換以及軟手操時(shí)可以啟/停功能,，由自動(dòng)切換到軟手操時(shí)，設(shè)備不能停機(jī),；由軟手操切換到自動(dòng)時(shí),，設(shè)備啟/停取決于自動(dòng)程序。 （12）單臺(tái)設(shè)備（泵,、風(fēng)機(jī)及其它大型設(shè)備）運(yùn)行滿24小時(shí)必須進(jìn)行輪換,，且必須有運(yùn)行時(shí)間累計(jì)，如果由上位機(jī)設(shè)定啟/停順序除外,，操作人員自行設(shè)定,。