趙紅昌 俞濤

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，我國的工業(yè)化建設(shè)的發(fā)展也有了進(jìn)步。PLC編程在現(xiàn)代化的社會(huì)發(fā)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(shù)所應(yīng)用的領(lǐng)域較為廣泛，較為常見的為在工業(yè)方面的應(yīng)用。除了經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、邏輯設(shè)計(jì)法、時(shí)序圖設(shè)計(jì)法、順序控制設(shè)計(jì)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(guān)注。其中由于順序控制設(shè)計(jì)法在實(shí)際的應(yīng)用中具有較強(qiáng)的規(guī)律性，并且其內(nèi)部程序較為嚴(yán)謹(jǐn)、清晰，并且可讀性非常強(qiáng)，所以在實(shí)際的工作和發(fā)展中具有非常強(qiáng)的應(yīng)用性，適用性特別強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)控制;PLC編程;方法探討

引言：數(shù)控機(jī)床利用PLC與外圍設(shè)備進(jìn)行信息交換。PLC、機(jī)床和CNC三者之間進(jìn)行信息交換，共有機(jī)床至PLC、PLC至機(jī)床、CNC至PLC、PLC至CNC四個(gè)部分。機(jī)床側(cè)的信號(hào)通過I/O單元接口輸入到PLC，比如機(jī)床操作面板信號(hào)、各種按鈕開關(guān)信號(hào);根據(jù)機(jī)床的配置，以及所需要完成的控制功能，PLC將控制信號(hào)輸送至機(jī)床側(cè)，控制機(jī)床上的一些執(zhí)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(hào)含義和地址均由數(shù)控系統(tǒng)廠家確定，PLC編程者只可使用，不可更改，如數(shù)控指令的M、S、T功能，通過CNC譯碼后直接送入PLC相應(yīng)的寄存器中;PLC送至CNC的信息也由開關(guān)量信號(hào)或寄存器完成，所有PLC送至CNC的信號(hào)地址與含義由數(shù)控系統(tǒng)廠家確定，不同的數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)地址不同，PLC編程者只可使用，不可更改。

1???? PLC程序設(shè)計(jì)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(duì)工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，能夠存儲(chǔ)大量操作指令，通過模擬式輸出或者數(shù)字式輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備或者生產(chǎn)過程的有效控制。

想要確保PLC功能的有效發(fā)揮，需要首先進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，而比較常見的PLC程序設(shè)計(jì)方法有三種：

1.1? 模塊化編程

結(jié)合功能需求，將程序分為不同模塊，在模塊內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的控制指令，系統(tǒng)依照順序?qū)崿F(xiàn)對(duì)模塊的調(diào)用。這種編程方法得到的程序具有清晰的結(jié)構(gòu)，無論是調(diào)試還是維護(hù)都非常方便，但是只能依照模塊進(jìn)行功能劃分，調(diào)用也需要滿足相應(yīng)條件，代碼繁瑣冗長。

1.2? 線性化編程

可以在一個(gè)程序塊中放入所有代碼，以S7-400為例，數(shù)據(jù)采集、臺(tái)時(shí)統(tǒng)計(jì)、設(shè)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?qū)χ噶钸M(jìn)行處理，在小型設(shè)備中有著適用性好，不過在面對(duì)大中型項(xiàng)目時(shí)，存在程序結(jié)構(gòu)不清、代碼冗長問題，而且調(diào)試和維護(hù)都異常繁瑣。

1.3? 結(jié)構(gòu)化編程

可以將復(fù)雜的任務(wù)分成能夠多次處理的小任務(wù)，結(jié)合通用程序代碼來對(duì)復(fù)雜任務(wù)的控制進(jìn)行簡化。小任務(wù)可以表示為程序段，或者塊，在對(duì)程序塊進(jìn)行調(diào)用時(shí)，只需要輸入相應(yīng)的地址或者參數(shù)，就可能實(shí)現(xiàn)對(duì)不同設(shè)備和工藝流程的有效控制，不需要對(duì)功能相同的代碼進(jìn)行重復(fù)輸入。如果需要修改程序功能，對(duì)程序塊進(jìn)行修改即可，能夠極大的提高編程效率。

2工業(yè)控制中PLC編程方法

2.1? 設(shè)定控制位

站在科學(xué)的角度上來看，PLC編程中的控制位更需要有單元作為連續(xù)位，在實(shí)際的程序控制中，有一些工作人員并沒有認(rèn)識(shí)到這一問題的重要性，常常忽視了設(shè)定控制位的重要性，進(jìn)而將定時(shí)器或者是計(jì)數(shù)器的輸出作為了一個(gè)轉(zhuǎn)換條件，在對(duì)其進(jìn)行數(shù)值設(shè)定的時(shí)候，忽視了設(shè)定值的重要性。在設(shè)定具體的控制位時(shí)，有關(guān)工作人員應(yīng)該結(jié)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(yīng)該注重其實(shí)用性。

在進(jìn)行PLC編程的時(shí)候，首先就需要確定一個(gè)正確的方向，在程序輸出和輸入的時(shí)候，都應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一的編號(hào)，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(zhǔn)確率和工作效率奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2? 程序調(diào)試的編程和算法概述

PLC設(shè)備維護(hù)在線系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性有一定的要求，系統(tǒng)需要24h持續(xù)執(zhí)行循環(huán)程序。該系統(tǒng)的啟動(dòng)程序較為簡單，只需開啟上位機(jī)就能使整個(gè)系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)。利用獨(dú)立的開關(guān)對(duì)每個(gè)子站進(jìn)行控制，這樣在很大程度上保證了子站在監(jiān)測(cè)維護(hù)中的獨(dú)立性。系統(tǒng)停止運(yùn)行的條件較為復(fù)雜，主要包括系統(tǒng)故障、掃描計(jì)時(shí)器超時(shí)、主站服務(wù)器的停止和主站程序的停止等。

通常情況下，系統(tǒng)處于一個(gè)循環(huán)運(yùn)行的狀態(tài)。上位機(jī)在完成初始化工作后，系統(tǒng)就會(huì)對(duì)VGA服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行不斷的掃描，此時(shí)，車間現(xiàn)場(chǎng)的控制器產(chǎn)生輸入信號(hào)。上位機(jī)在獲取這一輸入信號(hào)后，能夠通過程序?qū)Ψ?wù)器中的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。完成更新之后，上位機(jī)會(huì)向每一個(gè)子站發(fā)出信號(hào)，子站在獲取信號(hào)之后，能夠自主對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使信號(hào)與VGA服務(wù)器信號(hào)保持一致，并且還能夠?qū)GA數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，將其轉(zhuǎn)換為視頻并顯示出來。同時(shí)，在整個(gè)循環(huán)處理過程中，應(yīng)當(dāng)在系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)程序計(jì)時(shí)器，避免網(wǎng)絡(luò)/ 程序在發(fā)生故障的時(shí)候，系統(tǒng)還在不停地進(jìn)行循環(huán)處理。如果計(jì)時(shí)器顯示當(dāng)前運(yùn)行程序出現(xiàn)超時(shí)狀況，那么系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)停止運(yùn)行，并在上位機(jī)上將故障信號(hào)反映出來。

2.3? 硬件措施

在對(duì)其進(jìn)行集中處理和系統(tǒng)化分析后，要從其實(shí)際運(yùn)行結(jié)構(gòu)予以統(tǒng)籌分析，整合相關(guān)參數(shù)，以保證分析效果的完整性。

第一，信號(hào)隔離過程，在對(duì)電廠輸煤程控系統(tǒng)進(jìn)行全面分析的同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和I/O模塊之間的信號(hào)是否需要被有效隔離是設(shè)計(jì)項(xiàng)目的焦點(diǎn)問題。部分設(shè)備管理人員堅(jiān)持要不進(jìn)行繼電器隔離，主要是將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)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(yīng)的抗干擾能力，能借助光電隔離器有效處理信號(hào)，確保內(nèi)部和外部直接形成差異化電路參數(shù)，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(gè)過程中，減少了中間繼電器，系統(tǒng)的接線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了有效簡化目標(biāo)，系統(tǒng)相應(yīng)的故障點(diǎn)也隨之減少。但是，結(jié)合火電廠輸煤系統(tǒng)外部環(huán)境以及PLC裝置內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，對(duì)相關(guān)運(yùn)營機(jī)制予以分析，能有效判定PLC完善了抗干擾性能，但這個(gè)過程需要對(duì)輸煤控制結(jié)構(gòu)的繼電器進(jìn)行隔離。

第二，接地屏蔽過程，在火力發(fā)電廠內(nèi)部的程控系統(tǒng)中，只有良好的接地裝置才消解不同電路電流產(chǎn)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(chǎng)和電位差對(duì)其產(chǎn)生制約，只有使其不能形成環(huán)路，才能有效全面提升其可靠性，結(jié)合屏蔽操作能有效提升整體項(xiàng)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(jié)構(gòu)中，布線操作和元件電感結(jié)構(gòu)并不是較難的問題，結(jié)合接地地形環(huán)路干擾問題，建立健全單點(diǎn)接地方式。需要注意的是，PLC控制結(jié)構(gòu)本身處于低頻范疇，要積極建立單點(diǎn)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(tǒng)接地效果。

結(jié)語：由具備工業(yè)以太網(wǎng)模塊的PLC構(gòu)建而成的二級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)，利用以太網(wǎng)就能夠使上位機(jī)與PLC控制器直接進(jìn)行通訊。當(dāng)上位機(jī)服務(wù)器在完成更新之后，各個(gè)主站中的信息數(shù)據(jù)都能夠處于一致的狀態(tài)，并且具有實(shí)時(shí)顯示功能。由于該系統(tǒng)選取了以太網(wǎng)形式，能夠在很大程度上減少現(xiàn)場(chǎng)的布線，節(jié)約了資金。同時(shí)，處于獨(dú)立狀態(tài)的子站系統(tǒng)能夠確保系統(tǒng)維修、維護(hù)時(shí)的便捷性。

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