軟件設計是PLC控制系統設計的核心。要設計好PLC的應用軟件,必須充分了解被控對象的生產工藝、技術特性、控制要求等。通過PLC的應用軟件完成系統的各項控制功能。
1、 PLC應用軟件設計的內容
PLC的應用軟件設計是指根據控制系統硬件結構和工藝要求,使用相應的編程語言,對用戶控制程序的編制和相應文件的形成過程。主要內容包括:確定程序結構;定義輸入/輸出、中間標志、定時器、計數器和數據區等參數表;編制程序;編寫程序說明書。PLC應用軟件設計還包括文本顯示器或觸摸屏等人機界面(HMI)設備及其它特殊功能模塊的組態。
2、熟悉被控制對象制定設備運行方案
在系統硬件設計基礎上,根據生產工藝的要求,分析各輸入/輸出與各種操作之間的邏輯關系,確定檢測量和控制方法。并設計出系統中各設備的操作內容和操作順序。對于較復雜的系統,可按物理位置或控制功能將系統分區控制。較復雜系統一般還需畫出系統控制流程圖,用以清楚表明動作的順序和條件,簡單系統一般不用。
3、 熟悉編程語言和編程軟件
熟悉編程語言最好的辦法就是上機操作,并編制一些試驗程序,在模擬平臺上進行試運行,以便詳盡地了解指令的功能和用途,為后面的程序設計打下良好的基礎,避免走彎路。
4、 定義參數表
程序編制開始以前必須首先定義輸入/輸出信號表。主要依據是PLC輸入/輸出電氣原理圖。每一種PLC的輸入點編號和輸出點編號都有自己明確的規定,在確定了PLC型號和配置后,要對輸入/輸出信號分配PLC的輸入/輸出編號(地址),并編制成表。
一般情況下,輸入/輸出信號表要明顯地標出模板的位置、輸入/輸出地址號、信號名稱和信號類型等。尤其輸入/輸出定義表注釋注解內容應盡可能詳細。地址盡量按由小到大的順序排列,沒有定義或備用的點也不要漏掉,這樣便于在編程、調試和修改程序時查找使用。
而中間標志、定時器、計數器和數據區編程以前可能不太好定義,一般是在編程過程中隨使用隨定義,在程序編制過程中間或編制完成后連同輸入/輸出信號表統一整理。
5、程序的編寫
如果有操作系統支持,盡量使用編程語言高級形式,如梯形圖語言。在編寫過程中,根據實際需要,對中間標志信號表和存儲單元表進行逐個定義,要注意留出足夠的公共暫存區,以節省內存的使用。
由于許多小型PLC使用的是簡易編程器,只能輸入指令代碼。梯形圖設計好后,還需要將梯形圖按指令語句編出代碼程序,列出程序清單。在熟悉所選的PLC指令系統后,可以很容易地根據梯形圖寫出語句表程序。
6、程序的測試
測試時先從各功能單元入手,設定輸入信號,觀察輸入信號的變化對系統的作用,必要時可以借助儀器儀表。各功能單元測試完成后,再連通全部程序,測試各部分的接口情況,直到滿意為止。
程序測試可以在實驗室進行,也可以在現場進行。如果是在現場進行程序測試,那就要將PLC與現場信號隔離,以免引起事故。
7、 程序說明書的編寫
程序說明書一般包括程序設計的依據、程序的基本結構、各功能單元分析、使用的公式和原理、各參數的來源和運算過程、程序的測試情況等。
上面流程中各個步驟都是應用程序設計中不可缺少的環節,要設計一個好的應用程序,必須做好每一個環節的工作。但是,應用程序設計中的核心是程序的編寫,其他步驟都是為其服務的。(轉發暗號:億維專注核心控制)
8、常用編程方法
PLC的編程方法主要有經驗設計法和邏輯設計法。邏輯設計是以邏輯代數為理論基礎,通過列寫輸入與輸出的邏輯表達式,再轉換成梯形圖。由于一般邏輯設計過程比較復雜,而且周期較大,大多采用經驗設計的方法。如果控制系統比較復雜,可以借助流程圖。所謂經驗設計是在一些典型應用基礎上,根據被控對象對控制系統的具體要求,選用一些基本環節,適當組合、修改、完善,使其成為符合控制要求的程序。一般經驗設計法沒有普通的規律可以遵循,只有在大量的程序設計中不斷地積累、豐富自己,并且逐漸形成自己的設計風格。一個程序設計的質量,以及所用的時間往往與編程者的經驗有很大關系。