計算機編程思想在PLC程序設計中的應用

蔡月

摘要：隨著我國工業建設進程的穩步提升，PLC程序逐漸應用于各種控制系統中。通過PLC程序可以更加高效、快捷地完成工業生產步驟，保證工業生產質量。本文就計算機編程思想在PLC程序設計中的應用進行分析，希望能幫助PLC程序有更好發展。

關鍵詞：計算機編程；PLC程序；設計應用

中圖分類號：TH862.6 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）02-0019-01

可編程控制器又稱PLC控制器，它的出現使得我國工業生產控制系統得以完善。其工作原理是由計算機進行程序預設，然后再將生產信息輸入進PLC控制器中，由控制器進行分析后向外部程序發布指令，外部程序執行命令開始進行生產。在這個工程中，主要就是由計算機程序進行計算、分析和執行，同時PLC程序也是由計算機進行設置，所以計算機對于PLC程序來說十分重要。

1 PLC程序發展歷程

1.1 PLC程序起步階段

在第二次工業革命后到上世紀六十年代之間，工業生產控制主要由繼電接觸器來完成，這是一種早期電子控制系統，其利用導線連接定時器、繼電器和接觸器觸電，然后根據一定邏輯關系進行系統性運行。繼電接觸器因其價格低廉、操作簡單、結構簡單等特點被廣泛應用到當時工業控制領域之中，但是隨著科技不斷進步，工業生產難度不斷加大，人們在實踐中發現繼電接觸器不夠靈活，如果出現故障會影響整個控制系統運行，不利于工業生產。

1.2 PLC程序初級階段

在這個階段，PLC程序依舊受到繼電接觸器影響，但是這個時候出現了計算機技術，它的出現使PLC程序可以實現少量控制功能，可以執行少量簡單運算和指令，在一些大型程序設計上還是捉襟見肘。

1.3 PLC程序高級階段

十九世紀末期以來，計算機程序呈現出高速發展趨勢，計算機編程思想也逐漸形成系統化體系，這種系統化計算機編程體系也在PLC編程思想上有所體現，不僅完善了PLC編程思想，還在PLC程序設計中加入數據庫元素，用各種形式來采集工業生產過程中加工、消耗等各種數據，并對這些龐大、復雜數據進行管理和儲存，將這些數據進行系統化分類，對數據中存在問題進行提取，方便人們在下一次生產時能夠更加快速、有效掌握數據信息。

2 計算機編程思想

計算機編程思想是由算法和基本結構組成，算法是指利用計算機對數值進行計算或是利用計算機對一些非數值數據進行排序、管理。基本結構有三種：順序結構、選擇結構和循環結構。順序結構局勢利用計算機進行一個順序執行系統，在這種結構中輸入一個數據會按照命令順序進行自上而下執行。選擇結構又叫做分支結構和條件結構，在這種結構中輸入數據，計算機都會對所給數據進行分析，判斷數據符合哪種條件，根據數據自身情況選擇進行不同計算和執行方式，產生不同結果。循環結構就是給數據設置一個條件，然后在計算機內不斷計算，直到達到條件為止。

3 PLC程序設計原理

3.1 以結構為目標進行編程設計

這種編程設計原理主要就是依托于計算機編程思想，在進行PLC程序設計時，也是根據順序結構、選擇結構、循環結構這三種思路進行設計，使PLC程序只有一個出口和一個入口，在程序內部按照 邏輯層次關系建立多個功能相對獨立的模塊，并將任務進行細化，分配到這些模塊身上，然后將這些模塊按照程序執行順序進行連接，讓復雜的任務程序能通過PLC程序變成小型任務，通過不同模塊間配合使用，完成目標任務。這種基于計算機編程思想的PLC程序設計原理能很好整理各個模塊之間順序和邏輯關系，將復雜程序細致化、簡單化，方便進行工業上調試、設置和維護。

3.2 以對象為目標進行編程設計

這種編程設計模式就是某一對象、某一類物品等作為PLC程序基本概念，了解編程對象特點，根據其特點進行編程。這種編程方式在近年來工業生產中受到廣泛應用。其好處在于可以將數據進行類別分類，使PLC程序在工業生產應用中更加成熟，同時這種編程設計可以不斷重復利用，減少PLC程序開發時間和經歷，提高PLC程序設計編程效率。這種PLC程序設計方式雖然是以對象為目標，但是在編寫時，仍舊應用了一些計算機編程思想，讓PLC程序設計總能夠相互產生連接，支持PLC程序正常運轉。

4 幾種計算機編程思想在PLC程序設計中的應用

4.1 數據庫思想

PLC控制系統最大特點就是要對輸入數據進行大量整理、計算，然后分析大量數據，輸出結果。簡單編程設計并不能真正實現對流動數據進行大范圍控制，在對數據進行計算并根據數據進行執行過程中，難免出現效率低下等情況。為了完成這種高難度工作任務，可以計算機編程思想中數據庫思想應用到PLC程序設計之中，當向PLC程序輸入大量數據之后，PLC控制程序就會自動對數據進行分類處理，然后自行訪問數據查找向匹配資料進行計算，將計算結果輸出至PLC控制程序終端進行結果執行命令。

4.2 程序嵌套思想

程序嵌套思想優勢在于可以將復雜程序變成一個個小程序，進行獨立運行和操作，主要應用于以對象為目標進行的PLC程序設計中。在工業生產過程中，總會出現一些需要反復進行重復運算數據，這個時候可以應用程序嵌套思想，為需要重復計算部位建立單獨運算模塊，在工業控制程序中將計算處理模塊按照功能區別，進行獨立設計，使PLC程序結構更加清晰，框架更加有條理。在執行命令時，將所有重復程序操作都集中到同一模塊上，減少數據在PLC程序中運轉時間和運轉流程，以此提高PLC程序運行速度，方便工人在工業生產環節中對PLC控制系統進行調試。

4.3 模糊控制思想

模糊控制編程思想是指將設計者思維通過計算機技術變成計算機語言，將設計者控制思維進行轉化，使PLC程序能自然模擬出設計者思維，將實際工程操作程序按照模糊控制原則進行編程處理，改變PLC程序數據輸入精度和輸出精度。簡單來說就是由使用者向PLC控制程序輸入一個模糊范圍，然后PLC控制程序針對這個范圍進行大量數據分析、比對，使輸出數值符合使用者給出范圍，這種模糊控制設計思想多用于小型汽輪機控制、熱交換機、熱水器等領域。

5 結語

通過以上對PLC程序發展歷程、計算機編程思想和幾種計算機編程思想在PLC設計中應用的介紹，我們可以知道傳統PLC控制程序在不斷發展的工業實踐中不斷暴露出一些自身弊端和不足之處，通過將計算機編程思想和PLC程序設計進行有機結合，可以很好改善傳統PLC控制程序弊端及不足。如數據庫思想很好地解決了PLC程序在數據處理上存在的弊端，程序嵌套思想使PLC程序得到簡化，運行起來更加快捷，模糊控制思想使PLC程序更加擬人化等，使PLC程序設計更加成熟。

參考文獻

[1]李德福.基于PLC的智能立體車庫控制系統研究與設計[D].江西理工大學，2017.

[2]張林艷.基于三維實體模型的PLC程序調試系統研究[D].河北工業大學，2015.