一完美的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)。

1. 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。

2. 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，不要隨便地拿來就用。

可讀性在程序設(shè)計(jì)開始時(shí)就要注意。這不易完全做到。因?yàn)樵诔绦蛘{(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(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實(shí)現(xiàn)。

3. 正確性

PLC的程序一定要正確，并要經(jīng)過實(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要作，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(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。

5. 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，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(dòng)，即可達(dá)到改變參數(shù)或理改動(dòng)作的目的。

6. 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。

7. 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)，在此將其摘出來作為系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。

8. 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。

二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。分塊或分段的程序再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?？倧?fù)位應(yīng)充分考慮在復(fù)位過程中設(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，防止密碼丟失帶來無法打開程序的情況。

三編程建議

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。可以查閱相關(guān)的資料。

3、在程序調(diào)試過程中(特別是設(shè)備改造時(shí)，你的程序是加入到原來設(shè)備的程序中時(shí))，當(dāng)程序語句中出現(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(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)實(shí)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)

　　審核編輯：湯梓紅