编程设计基本步骤

4.3.3　PLC编程设计基本步骤

PLC控制系统设计包括三个基本步骤：一是对控制对象进行分析，确定控制系统的总体设计方案；二是根据控制要求确定硬件系统的构成；三是设计出满足控制要求的程序。当然，要完成好PLC控制系统的设计，还需要不断地学习和实践，通过不断总结提高，才能设计出一个好的PLC控制系统。较为详细的PLC控制系统设计将在第九章中介绍，在此，我们简要介绍编程的基本知识和步骤。PLC编程基本步骤分为两步：一是I/O点的确定；二是程序的设计。

1．PLC的I/O点确定

要进行PLC控制系统的设计，首先要了解被控对象的输入信号有多少，如按钮、行程开关、转换开关等，输出信号有多少，如接触器、继电器、电磁阀、指示灯等，统计出控制系统的I/O量。然后进行PLC的I/O分配，确定每个I/O信号接PLC的端子号。PLC的I/O分配可以用文字表述，也可以用表格形式表述，也可以用端子分配图表述。如“电动机启动、停止、加指示运行灯”的I/O分配，三种表示方法如下：

文字说明的PLC I/O分配：

启动按钮—— SB1-I0.0；

停止按钮—— SB2-I0.1；

电动机控制接触器—— KM-Q0.0；

运行指示灯—— HL-Q0.1。

PLC I/O分配如表4-9所示。

PLC I/O端子分配如图4-36所示。

图4-36　PLC端子分配图示例

PLC的I/O分配一旦确定，在编程时就不能变更，并据此绘制出PLC控制的接线原理图。

接线原理图是反映PLC控制系统接线关系的电气原理图。在绘制接线原理图时，应注意各输出元件的电压等级与类别，并用输出公共端1L、2L、3L分开。上述的电动机启动停止控制的接线原理如图4-37所示。

表4-9　I/O地址分配表示例

图4-37　接线原理图示例

2．PLC的程序设计

PLC程序设计的总体原则是实现控制要求、程序清晰而简明、便于分析阅读。在进行简单的程序设计时，常用经验设计的方法。下面就一些常见的控制程序作一个简单介绍。

（1）闪烁控制程序

利用定时器指令的通电延时、断电延时功能，很容易实现闪烁功能，如图4-38所示。

图4-38　闪烁控制梯形图

工作原理分析如下：当I0.0接通时，Q0.0接通，同时T37开始计时，当计时时间5s到，T37置1，其触点接通T38，使Q0.0、T37等断开，T38断电延时5s到，再次接通Q0.0、T37，如此循环下去，实现Q0.0通5s、断5s的闪烁控制。

（2）长延时控制程序

长延时的程序可以由定时器的计时累加完成，也可以通过计数器加时钟脉冲、计数器加定时器实现。如图4-39所示为定时器与计数器一起实现长延时控制的梯形图，Q0.0运行300×10 000=300 000s后Q0.1才置1。请读者自行分析其工作原理。

图4-39　长延时控制程序示例

（3）计数器扩展程序

计数器的设定值最大为32767，如需计数范围扩大，可以采用两个计数器的计数值相加或相乘的方法来实现。计数值的相乘程序设计如图4-40所示。

图4-40　计数器计数扩展程序

工作原理分析如下：当I0.0输入1个脉冲信号时，计数器C0的当前值加1，I0.0输入10000个脉冲信号时，C0置1，使计数器C1的当前值加1，并使C0本身复位重新开始计数；当I0.0输入再输入10000个脉冲信号时，C0再次置1，……，如此循环下去，在I0.0输入10000×10000=10 8后，Q0.0才接通。

（4）单按钮启停控制程序

通过使用两个按钮自锁/自锁解除实现一个执行元中（如输出继电器、内部辅助继电器）的启动和停止，这是常见的控制方式。但有时为了节省PLC的输入点数，只由一个按钮实现元件的起停，如图4-41所示。请读者自行分析其工作原理。

图4-41　单按钮起停控制梯形图