可编程控制器程序设计方法初探

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摘 要 PLC的程序设计是指用户编写程序的设计过程。即以指令为基础，结合被控制对象工艺过程的控制要求和现场信号，对照PLC软继电器编号，画出梯形图，然后用编程语言进行编程。由于可编程控制器的控制功能以程序的形式出现，所以程序设计是一个重要环节。梯形图是可编程序控制器的重要程序设计方法。一般应用程序设计可以分为经验设计法、逻辑设计法、顺序功能图设计法等。本文以工作台自动往返循环工作为例主要介绍采用经验设计法进行梯形图程序设计。

【关键词】程序设计 梯形图 经验法

由于可编程控制器的控制功能以程序的形式出现，所以程序设计是一个重要环节。梯形图是可编程序控制器的重要程序设计方法。一般应用程序设计可以分为经验设计法、逻辑设计法、顺序功能图设计法等。本文以工作台自动往返循环工作为例主要介绍采用经验设计法进行梯形图程序设计。

由于生产过程控制要求的复杂程度不同，可将程序按结构形式分为模块化程序和基本程序。

基本程序既可以作为独立程序控制简单的生产工艺过程，也可以作为组合模块结构中的单元程序；依据计算机程序的设计思想，基本程序的结构方式只有三种：顺序结构、条件分支结构和循环结构。

模块化程序：把一个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块，分别编写和调试，最后组成一个完整总任务的完整程序。这种方法称为模块化程序设计

经验设计法需要设计者掌握大量的基本程序。这些基本程序例如电动机正反转联锁控、断开延时和接通延时控制程序、警灯闪烁控制程序等。

我们以工作台自动往返循环工作来进行说明。

1 设计要求

（1）自动循环工作。

（2）点动控制。

（3）单循环运行，即工作台前进、后退一次循环后停在原位。

（4）8次循环计数控制。即工作台前进、后退为一个循环，循环8次后自动停在原位。

2 分析控制要求

（1）工作台前进与后退是通过电动机正反转来控制的，所以要用电动机正反转这一基本程序；

（2）工作台工作方式有点动控制和自动控制两种方式，可以采用程序（软件的方法）实现两种运行方式的转换。

（3）工作台有单循环和多次循环两种工作状态，可以采用控制开关来选择。

（4）多次循环因要限定循环次数，所以选择计数器来进行控制。

3 分配I/O点

PLC控制系统I/O分配，依据生产流水线从前到后，I/O点数由小到大，尽可能把一个系统、设备或部件的I/O信号集中编制，以利于维护。表1为本例的I/O分配地址表。

4 控制程序设计

4.1 基本控制环节的程序

本控制要求的对象是工作台，工作方式有前进和后退。电动机正转时，使工作台前进，电动机反转时，使工作台后退，因此基本控制程序是正反转控制程序。

4.2 实现自动往返功能的程序设计

工作台前进过程中撞块压合SQ2后，SQ2动作，X6常闭触点应先断开Y0线圈，使工作台停止前进，后X6的常开触点再接通Y1线圈，使工作台后退，完成工作台由前进转为后退的动作，同理，撞块压合SQ1后，工作成由后退转为前进的动作，因此在图（1）中加入二个限位开关，如图（2）所示。

4.3 实现点动控制功能和单循环控制功能程序设计

根据点动的概念可知，如果在上述梯形图中解除自锁，就能实现点动控。所以利用开关SA1来选择点动和自动控制。SA1闭合后实现点动，SA1断开，实现自动控制。

单循环工作方式是指启动按钮按下后，工作台由原位前进，当撞块压合SQ2后由工作台前进转为后退，后退到原位后撞块压合SQ1后，使工作台停在原位。如果撞块压合SQ1后，则X5常闭触点断开，使Y1线圈失电，工作台停止后退。在X5常开触点闭合后，只要不使Y0线圈得电，工作台就不会前进，这样便实现了单循环控制。如图（3）所示。

根据上面这个例子，我总结出经验法设计梯形图的一般规律：

（1）根据控制要求，设计出基本程序；

（2）逐步补充完善程序；使其能完生满足控制要求；

（3）设置必要的联锁保护程序。

PLC控制系统的程序设计是一个步骤有序的系统工程，要想做到熟练自如，需要反复实践和练习。设计的每一步，都要依靠平时所积累的程序设计经验来设计程序。

参考文献

[1]张梦欣.可编程序控制器及其应用[M].中国劳动社会保障出版社，2006.

作者单位

江苏省常熟职业教育中心校 江苏省常熟市 215500