一完美的PLC程序需滿足的設(shè)計要求

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、完備的報警保護(hù)系統(tǒng)、運(yùn)行前的模擬系統(tǒng)。

1. 簡單性

使PLC程序盡可能簡單。簡單的含義就是盡可能的使用標(biāo)準(zhǔn)化的程序框架，盡可能使用簡單的指令。

要想程序簡單，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)計的程序可讀性要好。這不僅便于程序設(shè)計者加深對程序的理解，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，也可使程序推廣。

要使程序可讀性好，所設(shè)計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。要多用一些標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計。

如遇特殊情況下采用語言編程，多數(shù)情況下請使用梯形圖編程，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，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)計開始時就要注意。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)計時就對調(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，為此對指令含義和使用條件一定要弄清楚。必要時，可編些小程序?qū)σ恍┎磺宄闹噶钭餍y試。

同一指令，由于PLC的出廠批次不同或是PLC的系列型號的不同，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。

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PLC程序最根本的要求。

舉個簡單的例子，西門子的上升沿和下降沿需要使用帶存儲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變量就會出問題的。

4. 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能正確工作，而出現(xiàn)非正常工作條件(如臨時停電，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，繼電電路常用這個方法，PLC也可繼承這個方法。

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)計程序。

重新設(shè)計程序用于改變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，即可達(dá)到改變參數(shù)或理改動作的目的。

6. 擴(kuò)展性

許多程序可能在進(jìn)現(xiàn)場之前都已經(jīng)編好，但是到了現(xiàn)場，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，軟件在編寫的時候把手動，自動，半自動考慮好，位置留出來。

7. 完備報警系統(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的報警和保護(hù)，在此將其摘出來作為系統(tǒng)的一個重要組成部分。

8. 程序模擬

為了保證現(xiàn)場的調(diào)試進(jìn)度或者給客戶展示，往往在進(jìn)現(xiàn)場之前，要對自己的程序進(jìn)行全自動的模擬。為此需要在程序中加入模擬程序部分，模擬程序部分在正常現(xiàn)場運(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)工藝要求編寫各個設(shè)備的模擬程序。

在設(shè)計PLC程序的過程中，能夠滿足以上幾個方面的要求的就能稱的上是一個好程序了。

二PLC程序設(shè)計規(guī)范

1、選擇合適的PLC型號及I/O點(diǎn)數(shù)，有特殊功能需求時選擇特殊功能模塊。

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、定時器、計數(shù)器等。

4、進(jìn)行程序規(guī)劃，一般以故障提取、故障處理、手動處理、自動處理、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)計之前，應(yīng)對設(shè)備進(jìn)行抽象，對如停止、急停、過載、超限、超時、安全光幕、碰停、門開關(guān)等共用因子進(jìn)行提取，放在啟動回路或啟動主控、連鎖回路，作為整個程序結(jié)構(gòu)的大前提，在此基礎(chǔ)下，再將程序分為自動、手動兩大功能區(qū)。

7、將程序結(jié)構(gòu)手動功能區(qū)共用因子，如手動、危及設(shè)備人身安全等因數(shù)因子進(jìn)行提取，放在手動主控、連鎖回路，對手動控制進(jìn)行保護(hù)、屏蔽、報警。

8、將程序結(jié)構(gòu)自動功能區(qū)共用因子，如自動、超限、超時等因數(shù)因子進(jìn)行提取，放在自動主控、連鎖回路，對自動控制下設(shè)備進(jìn)行保護(hù)、屏蔽、報警。一個總的原則就是，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)計時應(yīng)設(shè)計程序總復(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)位過程中設(shè)備和人員的安全。

10、自動模式切換到手動模式時，程序應(yīng)清除自動模式下的輸出和中間狀態(tài)。特別是在自動模式使用SET指令時，必須在手動模式用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、定時器、計數(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。對應(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/作者/日期信息/版本號等。

16、關(guān)于程序加密：對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,在畫面上很多時候需要有“手動”、“自動”等控制模式(一般都是多個只能一個時)。在程序里面可以用“MOV”指令。如:當(dāng)選擇“手動”就將常數(shù)1 MOV到一個寄存器VB10里面,當(dāng)選擇“自動”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，如果讀取的模擬量基本上沒誤差，可以采取時間濾波的方式，延時一段時間。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，你的程序是加入到原來設(shè)備的程序中時)，當(dāng)程序語句中出現(xiàn)條件滿足，而輸出線圈不接通時，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，即一個動作完成后，進(jìn)入到下一個動作，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)置一個寄存器，在初始化時值為0,當(dāng)系統(tǒng)啟動后，對它+10，此時寄存器為10，寄存器等于10時可以做第一個動作;第一個動作完成后，再對寄存器+10，此時寄存器等于20，可以做第二個動作，第二個動作完成后又+10，此時寄存器等于30，這樣只要判斷寄存器里面數(shù)據(jù)為多少，就知道要完成那個動作。當(dāng)需要跳躍動作時，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個空余的地方隨便選擇一個位置就可以了。

5、在設(shè)計程序的時候，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)計一個新系統(tǒng)時，要注意到這些。

6、對于經(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)動在執(zhí)行時需要一定的時間，且這些時間都有一定的限度，因此可以以這些時間為參考，在要檢測的工步動作開始的同時，起動一個定時器，定時器的時間設(shè)定值比正常情況下該動作要持續(xù)的時間長20%～30%，而定時器的輸出信號可以用于報警或自動停機(jī)裝置。當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械某工步動作的時間超過規(guī)定時間，達(dá)到對應(yīng)的定時器預(yù)置時間，還未轉(zhuǎn)入下一工步動作時定時器發(fā)出故障信號，該信號停止正常工作循環(huán)程序，起動報警或停機(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)計成需要動作時才動作，一旦到位就停止輸出，而不要設(shè)計成平時一直輸出，需要停止時才讓輸出斷開。

10、執(zhí)行元件的動作原則應(yīng)當(dāng)是寧可不動，也不要亂動!

11、單臺設(shè)備控制：單臺設(shè)備必須有軟手操/自動切換以及軟手操時可以啟/停功能，由自動切換到軟手操時，設(shè)備不能停機(jī);由軟手操切換到自動時，設(shè)備啟/停取決于自動程序。

12、單臺設(shè)備(泵、風(fēng)機(jī)及其它大型設(shè)備)運(yùn)行滿24小時

　　審核編輯：湯梓紅