工業控制中PLC編程方法探討

趙紅昌 俞濤

摘要：隨著社會的發展，我國的工業化建設的發展也有了進步。PLC編程在現代化的社會發展中具有十分重要的意義和地位，從目前的情況來看，PLC編程技術所應用的領域較為廣泛，較為常見的為在工業方面的應用。除了經驗設計法、邏輯設計法、時序圖設計法、順序控制設計法等編程方法之外，其他的編程方法并沒有受到人們的廣泛關注。其中由于順序控制設計法在實際的應用中具有較強的規律性，并且其內部程序較為嚴謹、清晰，并且可讀性非常強，所以在實際的工作和發展中具有非常強的應用性，適用性特別強。

關鍵詞：工業控制;PLC編程;方法探討

引言：數控機床利用PLC與外圍設備進行信息交換。PLC、機床和CNC三者之間進行信息交換，共有機床至PLC、PLC至機床、CNC至PLC、PLC至CNC四個部分。機床側的信號通過I/O單元接口輸入到PLC，比如機床操作面板信號、各種按鈕開關信號;根據機床的配置，以及所需要完成的控制功能，PLC將控制信號輸送至機床側，控制機床上的一些執行元件，比如控制繼電器、電磁閥等;CNC送至PLC的信息可由CNC直接送入PLC的寄存器中，所有CNC送至PLC的信號含義和地址均由數控系統廠家確定，PLC編程者只可使用，不可更改，如數控指令的M、S、T功能，通過CNC譯碼后直接送入PLC相應的寄存器中;PLC送至CNC的信息也由開關量信號或寄存器完成，所有PLC送至CNC的信號地址與含義由數控系統廠家確定，不同的數控系統的信號地址不同，PLC編程者只可使用，不可更改。

1???? PLC程序設計常用方法

PLC的全稱為Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器，是一種專門針對工業環境而設計的數字運算操作電子系統，能夠存儲大量操作指令，通過模擬式輸出或者數字式輸出，實現對設備或者生產過程的有效控制。

想要確保PLC功能的有效發揮，需要首先進行程序設計，而比較常見的PLC程序設計方法有三種：

1.1? 模塊化編程

結合功能需求，將程序分為不同模塊，在模塊內設置相應的控制指令，系統依照順序實現對模塊的調用。這種編程方法得到的程序具有清晰的結構，無論是調試還是維護都非常方便，但是只能依照模塊進行功能劃分，調用也需要滿足相應條件，代碼繁瑣冗長。

1.2? 線性化編程

可以在一個程序塊中放入所有代碼，以S7-400為例，數據采集、臺時統計、設備控制等程序都可以被寫入OB1中。線性化編程可以得到與繼電器控制電路相似的程序，依照順序對指令進行處理，在小型設備中有著適用性好，不過在面對大中型項目時，存在程序結構不清、代碼冗長問題，而且調試和維護都異常繁瑣。

1.3? 結構化編程

可以將復雜的任務分成能夠多次處理的小任務，結合通用程序代碼來對復雜任務的控制進行簡化。小任務可以表示為程序段，或者塊，在對程序塊進行調用時，只需要輸入相應的地址或者參數，就可能實現對不同設備和工藝流程的有效控制，不需要對功能相同的代碼進行重復輸入。如果需要修改程序功能，對程序塊進行修改即可，能夠極大的提高編程效率。

2工業控制中PLC編程方法

2.1? 設定控制位

站在科學的角度上來看，PLC編程中的控制位更需要有單元作為連續位，在實際的程序控制中，有一些工作人員并沒有認識到這一問題的重要性，常常忽視了設定控制位的重要性，進而將定時器或者是計數器的輸出作為了一個轉換條件，在對其進行數值設定的時候，忽視了設定值的重要性。在設定具體的控制位時，有關工作人員應該結合具體的情況來具體分析，不僅需要注重編程加工工藝的高效性，還應該注重其實用性。

在進行PLC編程的時候，首先就需要確定一個正確的方向，在程序輸出和輸入的時候，都應該對其進行統一的編號，這樣做的目的是為了能夠更好的方便記載，另一方面也是為了更好的控制PC的輸入、輸出，為提高編程的準確率和工作效率奠定堅實的基礎。

2.2? 程序調試的編程和算法概述

PLC設備維護在線系統對實時性有一定的要求，系統需要24h持續執行循環程序。該系統的啟動程序較為簡單，只需開啟上位機就能使整個系統處于運行狀態。利用獨立的開關對每個子站進行控制，這樣在很大程度上保證了子站在監測維護中的獨立性。系統停止運行的條件較為復雜，主要包括系統故障、掃描計時器超時、主站服務器的停止和主站程序的停止等。

通常情況下，系統處于一個循環運行的狀態。上位機在完成初始化工作后，系統就會對VGA服務器和數據服務器進行不斷的掃描，此時，車間現場的控制器產生輸入信號。上位機在獲取這一輸入信號后，能夠通過程序對服務器中的信息數據進行更新。完成更新之后，上位機會向每一個子站發出信號，子站在獲取信號之后，能夠自主對信號進行調節，使信號與VGA服務器信號保持一致，并且還能夠對VGA數據進行解碼處理，將其轉換為視頻并顯示出來。同時，在整個循環處理過程中，應當在系統中設置一個程序計時器，避免網絡/ 程序在發生故障的時候，系統還在不停地進行循環處理。如果計時器顯示當前運行程序出現超時狀況，那么系統應當停止運行，并在上位機上將故障信號反映出來。

2.3? 硬件措施

在對其進行集中處理和系統化分析后，要從其實際運行結構予以統籌分析，整合相關參數，以保證分析效果的完整性。

第一，信號隔離過程，在對電廠輸煤程控系統進行全面分析的同時，現場設備和I/O模塊之間的信號是否需要被有效隔離是設計項目的焦點問題。部分設備管理人員堅持要不進行繼電器隔離，主要是將現場信號進行處理后直接送交到I/O模塊位置，由于I/O模塊本身就具備相應的抗干擾能力，能借助光電隔離器有效處理信號，確保內部和外部直接形成差異化電路參數，配以阻容濾波電路，能有效避免干擾的侵入。需要注意的是，在這個過程中，減少了中間繼電器，系統的接線結構實現了有效簡化目標，系統相應的故障點也隨之減少。但是，結合火電廠輸煤系統外部環境以及PLC裝置內部電路結構，對相關運營機制予以分析，能有效判定PLC完善了抗干擾性能，但這個過程需要對輸煤控制結構的繼電器進行隔離。

第二，接地屏蔽過程，在火力發電廠內部的程控系統中，只有良好的接地裝置才消解不同電路電流產生的問題，一定程度上減少阻抗操作過程形成的噪聲電壓，并且減少磁場和電位差對其產生制約，只有使其不能形成環路，才能有效全面提升其可靠性，結合屏蔽操作能有效提升整體項目的處理效果，確保干擾問題得以解決。尤其是在低頻電路結構中，布線操作和元件電感結構并不是較難的問題，結合接地地形環路干擾問題，建立健全單點接地方式。需要注意的是，PLC控制結構本身處于低頻范疇，要積極建立單點接地處理工序，避免不同類型的地線干擾問題，從根本上整合輸煤系統接地效果。

結語：由具備工業以太網模塊的PLC構建而成的二級網絡結構設備維護管理系統，利用以太網就能夠使上位機與PLC控制器直接進行通訊。當上位機服務器在完成更新之后，各個主站中的信息數據都能夠處于一致的狀態，并且具有實時顯示功能。由于該系統選取了以太網形式，能夠在很大程度上減少現場的布線，節約了資金。同時，處于獨立狀態的子站系統能夠確保系統維修、維護時的便捷性。

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