PLC的編程設計方法

　　一、經驗設計法

　　這種方法沿用了繼電器控制電路來設計梯形圖。它是在基本控制單元和典型控制環節基礎上，根據被控對象對控制系統的具體要求，進行選擇組合，并經過多次反復調試和修改梯形圖，有時還需要增加一些輔助觸點和中間編程環節，才能達到所需的控制要求。這種方法沒有規律可遵循，設計所需時間和設計質量與設計者的經驗有很大的關系，所以稱為經驗設計法。經驗設計法適用于較簡單的梯形圖設計。應用經驗設計法時必須熟記一些典型的控制電路，如起-保-停電路，脈沖發生電路等。

　　經驗設計法的步驟如下：

　　1、在準確了解控制要求后，合理地為控制系統中的事件分配輸人、輸出口。選擇必要的軟元件，如定時器、計數器，輔助繼電器等。

　　2、對于一些控制要求較簡單的輸出，可直接寫出它們的工作條件，以起-保-停電路模式完成相關的梯形圖支路。工作條件稍復雜的可借助輔助繼電器。對于控制較復雜的系統，應正確分析控制要求，并確定組成控制要求的關鍵點。在以邏輯為主的控制中（如搶答器）關鍵點為影響控制狀態的點。在以時序為主的控制中（如交通燈）關鍵點為控制狀態轉化的時間。

　　3、將關鍵點用梯形圖表達出來。關鍵點總是要用軟元件來代表的，在安排軟元件時需考慮并安排好。繪制關鍵點的梯形圖時，可使用常見的基本環節，如定時器計時環節、振蕩環節、分頻環節等。在完成關鍵點梯形圖的基礎上，針對系統最終的輸出進行梯形圖的繪制。使用關鍵點綜合出最終輸出的控制要求。

　　4、審查以上草繪圖樣，在此基礎上補充遺漏的功能，更正錯誤，進行最后的完善。依靠經驗直接設計控制系統，有時需要多次反復的調整和修改梯形圖，最后才能達到一個較為滿意的結果。因此，這種方法具有很大的隨意性，最終結果也不唯一。由于過多依賴經驗設計，因此要求設計者具有豐富的經驗，要能熟悉掌握控制系的大量實例和典型環節。

　　二、繼電器控制電路轉換為梯形圖法

　　繼電器-接觸器控制系統經過長期使用，已有一套能完成系統要求的控制功能并經過驗證的控制電路，而PLC控制的梯形圖和繼電器-接觸器控制電路很相似，因此可以直接將經過驗證的繼電器-接觸器控制電路轉換成梯形圖。主要步驟如下：

　　1、熟悉現有的繼電器-接觸器控制電路。

　　2、對照PLC的I/O端子接線圖，將繼電器-接觸器控制電路上的被控器件（如接觸器線圈、指示燈、電磁閥等）換成接線圖上對應的輸出點的編號，將電路上的輸人裝置（如傳感器、按鈕行、程開關等）觸點都換成對應的輸人點的編號。

　　3、將繼電器接觸器控制電路中的中間維電器、定時器，用PLC的輔助繼電器、定時器來代替。

　　4、畫出全部梯形圖，并子以簡化和修改。

　　這種方法對簡單的控制系統是可行的，比較方便，但較復雜的控制電路，就不適用了。

　　三、邏輯設計法

　　邏輯設計法是從控制系統中各種物理量的邏輯關系出發的一種設計方法。它以布爾代數為理論基礎，根據生產過程中各工步之間各檢測元件（如行程開關、傳感器等）狀態的變化，列出檢測元件的狀態表，確定所需的中間記憶元件，再列出各執行元件的工序表，然后寫出檢測元件、中間記憶元件和執行元件的邏輯表達式，并轉換成梯形圖。這種方法既有嚴密可循的規律性和可行的設計步驟，又有簡便、直觀和十分規范的特點。該方法在單一的條件控制系統中，非常好用，相當于組合邏輯電路，但和時間有關的控制系統中，就很復雜。主要步驟如下：

　　1、通過結合控制要求進行具體分析，給制控制系統循環圖和檢測元件分布圖，取得電氣執行元件功能表。

　　2、繪制控制系統狀態轉換表，通常它由輸出信號狀態表、輸人信號狀態表、狀態轉換主令表和中間記憶狀態表四部分組成。根據狀態轉換表，進行控制系統的邏輯設計，包括寫出中間記憶元件的邏輯表達式和執行元件的表達式。

　　3、將邏輯函數轉化為梯形圖或語句表形式。由于語句表的結構和形式與邏輯函數非常相似，很容易直接由邏輯函數轉化。而梯形圖可以通過語句表過渡一下，或直接由邏輯函數轉化。

　　4、程序的完善和補充。主要包括手動工作方式的設計、手動與自動工作方式的選擇、自動工作循環、保護措施等。

　　四、順序控制設計法

　　根據功能流程圖，以步為核心，從起始步開始一步一步地設計下去，直至完成。此法的關鍵是畫出功能流程圖。狀態流程圖又叫功能表圖、狀態轉移圖或狀態圖。它是完整地描述控制系統的控制過程、功能和狀態的一種圖形，是分析和設計電氣控制系統順序控制程序的一種重要工具。首先將被控制對象的工作過程按輸出狀態的變化分為若干步，并指出工步之間的轉換條件和每個工步的控制對象。這種工藝流程圖集中了工作的全部信息。在進行程序設計時，可以用中間繼電器（M）來記憶工步，一步一步地順序進行，也可以用順序控制指令來實現。狀態流程圖是一種通用的技術語言，可以為不同專業的工程技術人員進行技術交流服務。

　　最后軟件設計好后一般先進行模擬調試。模擬調試可以通過仿真軟件來代替PIC硬件在計算機上調試程序。如果有PLC硬件，可以用小開關和按鈕模擬PLC的實際輸人信號（如起動、停止信號）或反饋信號（如限位開關的接通或斷開），再通過輸出模塊上各輸出位對應的指示燈，觀察輸出信號是否滿足設計的要求。需要模擬量信號I/O時，可用電位器和萬用表配合進行。在編程軟件中可以用狀態圖或狀態圖表監視程序的運行或強制某些編程元件。

　　在模擬調試過程中，應充分考慮各種可能出現的情況對各種不同的工作方式以及運行條件都應逐一試驗，不能遺漏，發現問題應及時修改。對于指令較多的程序，需采用設置斷點的方法，加快程序故障的查找，直到在各種可能的情況下，控制系統完全符合系統控制受求。

　　完成PLC整個軟硬件設計后，將PIC安裝到控制現場或將調試好的程序傳送到現場使用的PLC存儲器中，連接好PLC與輸人信號以及驅動負載的接線。待確認連接無誤后，就可進行現場調試。調試時主電路一定要斷電，先對控制電路進行聯機調試。通過現場聯機調試，還會發現新的問題或對某些控制功能的改進，應及時解決調試時發現的軟件和硬件方面的問題，直到滿足工藝流程和系統控制要求。

　　根據調試的最終結果，整理出完整的技術文件，如電氣接線圖、狀態流程圖、帶注釋的梯形圖以及必要的文字說明等，隨系統一起交付使用。在說明書中通常對程序的控制要求、程序的結構、流程圖等給以必要的說明，并且給出程序的安裝操作使用步驟等。