關於PLC幾種常見的編程設計方法

對於電氣技術人員來說，控制系統軟件的設計就是用梯形圖編寫控制程序，用戶程序的設計是PLC應用中最關鍵的問題。對於控制規模比較大的系統，可根據工藝流程圖，將整個流程分解爲若干步，確定每步的轉換條件，配合分支、循環、跳轉及某些特殊功能，以便很容易地轉換爲梯形圖設計。對於傳統的繼電器控制電路的改造，可根據原系統的控制電路，將某些橋式電路按照梯形圖的編程規則進行改造後，直接轉換爲梯形圖。這種方法設計週期短，修改、調試程序簡單方便。程序設計可以與現場施工同步進行，以縮短設計週期。
　　在掌握PLC的指令以及操作方法的同時，還要掌握正確的程序設計方法，纔能有效地利用可編程序控制器，使它在工業控制中發揮巨大作用。PLC程序設計常用的方法主要有經驗設計法、繼電器控制電路轉換爲梯形圖法、邏輯設計法、順序控制設計法等。
　　這種方法沿用了繼電器控制電路來設計梯形圖。它是在基本控制單元和典型控制環節基礎上，根據被控對象對控制系統的具體要求，進行選擇組合，並經過多次反覆調試和修改梯形圖，有時還需要增加一些輔助觸點和中間編程環節，才能達到所需的控制要求。這種方法沒有規律可遵循，設計所需時間和設計質量與設計者的經驗有很大的關係，所以稱爲經驗設計法。經驗設計法適用於較簡單的梯形圖設計。應用經驗設計法時必須熟記一些典型的控制電路，如起-保-停電路，脈衝發生電路等。
　　繼電器-接觸器控制系統經過長期使用，已有一套能完成系統要求的控制功能並經過驗證的控制電路，而PLC控制的梯形圖和繼電器-接觸器控制電路很相似，因此可以直接將經過驗證的繼電器-接觸器控制電路轉換成梯形圖。這種方法對簡單的控制系統是可行的，比較方便，但較複雜的控制電路，就不適用了。
　　關於PLC幾種常見的編程設計方法
　　邏輯設計法是從控制系統中各種物理量的邏輯關係出發的一種設計方法。它以布爾代數爲理論基礎，根據生產過程中各工步之間各檢測元件(如行程開關、傳感器等)狀態的變化，列出檢測元件的狀態表，確定所需的中間記憶元件，再列出各執行元件的工序表，然後寫出檢測元件、中間記憶元件和執行元件的邏輯表達式，並轉換成梯形圖。這種方法既有嚴密可循的規律性和可行的設計步驟，又有簡便、直觀和十分規範的特點。該方法在單一的條件控制系統中，非常好用，相當於組合邏輯電路，但和時間有關的控制系統中，就很複雜。主要步驟如下:
　　根據功能流程圖，以步爲核心，從起始步開始一步一步地設計下去，直至完成。此法的關鍵是畫出功能流程圖。狀態流程圖又叫功能表圖、狀態轉移圖或狀態圖。它是完整地描述控制系統的控制過程、功能和狀態的一種圖形，是分析和設計電氣控制系統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的變化分爲若干步，並指出工步之間的轉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。狀態流程圖是一種通用的技術語言， 可以爲不同專業的工程技術人員進行技術交流服務。
　　最後軟件設計好後一般先進行模擬調試。 模擬調試可以通過仿真軟件來代替PIC硬件在計算機上調試程序。如果有 PLC硬件，可以用小開關和按鈕模擬PLC的實際輸人信號（如起動、停止信號)或反饋信號(如限位開關的接通或斷開），再通過輸出模塊上各輸出位對應的指示燈，觀察輸出信號是否滿足設計的要求。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圖或狀態圖表監視程序的運行或強制某些編程元件。
　　在模擬調試過程中，應充分考慮各種可能出現的情況對各種不同的工作方式以及運行條件都應逐一試驗，不能遺漏，發現問題應及時修改。對於指令較多的程序，需採用設置斷點的方法，加快程序故障的查找，直到在各種可能的情況下，控制系統完全符合系統控制受求。
　　完成PLC整個軟硬件設計後，將PIC安裝到控制現場或將調試好的程序傳送到現場使用的PLC存儲器中，連接好PLC與輸人信號以及驅動負載的接線。待確認連接無誤後，就可進行現場調試。調試時主電路一定要斷電，先對控制電路進行聯機調試。通過現場聯機調試，還會發現新的問題或對某些控制功能的改進，應及時解決調試時發現的軟件和硬件方面的問題，直到滿足工藝流程和系統控制要求。例如：SGM7228YWQ10G/TR
　　根據調試的最終結果，整理出完整的技術文件，如電氣接線圖、狀態流程圖、帶註釋的梯形圖以及必要的文字說明等，隨系統一起交付使用。在說明書中通常對程序的控制要求、程序的結構、流程圖等給以必要的說明，並且給出程序的安裝操作使用步驟等。