西門子中國總代理

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在工程中，對PLC應用程序的設計有多種方法，這些方法的使用，也因各個設計人員的技術(shù)水平和喜好有較大的差異，現(xiàn)將常用的兒種應用程序的設計方法作一簡單介紹，供讀者編理時參考。

??1、經(jīng)驗設計法

??經(jīng)驗設計法指在一些典型的控制環(huán)節(jié)和電路的基礎上，根據(jù)被控制對象對控制系統(tǒng)的具體要求，憑設計人員經(jīng)驗進行選擇、組合。有時為了達到一個滿意的設計結(jié)果，需要多次反復調(diào)試與修改，增加一些輔助觸點和中間編程元件才能滿足要求。這種方法沒有一個可遵循的規(guī)律，陸意性很大，其設計結(jié)果也不是唯一的，設計所需時間長短和設計的質(zhì)量與設計人員經(jīng)驗的多少有關(guān)。

??經(jīng)驗設計法對于一些簡單的控制系統(tǒng)的設計是比較有效的，可以收到快速、簡單的效果,由于這種方法主要是依靠設計人員的實踐經(jīng)驗，要求對工業(yè)控制系統(tǒng)和工業(yè)上常用的各種典型環(huán)節(jié)比較熟悉，對于復雜的系統(tǒng)，經(jīng)驗設計法一般設計周期長，不易掌握，系統(tǒng)交付使用后，用戶維修困難，經(jīng)驗設計法一般只適合于比較簡單或某些典型系統(tǒng)相類似的控制系統(tǒng)的設計。

??2、邏輯設計法

??工業(yè)電氣控制線路中，有不少都是通過繼電器來實現(xiàn)的，而繼電器、接觸器的觸點都只有兩種狀態(tài)，即吸合與斷開，用“0”和“1”兩種取值的邏輯代數(shù)設計電氣控制線路是完全可以的。其實早期的PLC就是用于替代繼電器控制系統(tǒng)的，采用邏輯代敬設計PLC程序時，只要邏輯函數(shù)是用邏輯變量的基本運算式表達出來的，實現(xiàn)這個邏輯函數(shù)的線路也就相應確定了。當設計人員熟練掌握這種設計法后，可以直接寫出與邏輯函數(shù)和表達式對應的指令語句程序，梯形陶都可以省略。

??邏輯設計法在*初時用的比較多，它非常適合改造繼電器控制系統(tǒng)，可以收到簡單、高效、推確的效果，但大型PLC控制系統(tǒng)的設計就不能勝任了。

??3、狀態(tài)分析法

??狀態(tài)分析法程序編寫過程是先將要編寫的控制功能分成若干個程序單位，再從各程序單位中所要求的控制信號的狀態(tài)關(guān)系分析山發(fā)，將輸出信號置位復位的條件分類，結(jié)合其他控制條件確定輸出信號控制邏輯。

??在進行狀態(tài)分析之前，要繪制出狀態(tài)關(guān)系圖。狀態(tài)關(guān)系圖就足用高、低電平信號線表示的控制信號之間的狀態(tài)關(guān)系曲線圖。圖中每一對相互聯(lián)系的狀態(tài)稱為一組狀態(tài)關(guān)系，各組狀態(tài)關(guān)系之間應該是互相獨立的，如圖8-2所示。

??圖8-2為一電動機起動、停止控制信號狀態(tài)關(guān)系圖。這里將整個過程分為了A、B、C3組控制狀態(tài)關(guān)系，分別表示如下。

??A:當電動機起動信號出現(xiàn)上升沿時，電動機就起動輸出信號置位;

??B:當電動機停止信號出現(xiàn)上升沿時，電動機就停止輸出信號復位;

??C:當電動機運轉(zhuǎn)時并且起動信號還保持為有效狀態(tài)，停止信號如果出現(xiàn)，電動機也就不再運轉(zhuǎn)，也不再起動，直到下個起動信號上升沿山現(xiàn)。

??狀態(tài)關(guān)系圖只表示各控制信號之間的狀態(tài)關(guān)系，不表示信號實際存在時間的長短，而每組狀態(tài)關(guān)系沒有先后順序之分，只表示在當前狀態(tài)下的一種必然的相互聯(lián)系。狀態(tài)關(guān)系圖必須包含各信號之間所有可能的狀態(tài)關(guān)系情況。

??在控制過程中，任何一個控制信號(包括中間信號)的聲牛都可以歸納為一個置位有格的邏輯關(guān)系，稱這個具有普遍意義的置位/復位邏輯為基本控制邏輯。

??在程序中，任何一個的用單個擾木坊制羅輯為士體來完成的功能單元，都稱為一個程比單位。一段具有較完整的功能程序段都可能由若干個程序單位組成。各程序單位之間由其1信號相互聯(lián)系在一起，這里的I/O信號都是相對于基本控制邏輯本身而言的。在程序設計時，可以先設計出各程序單位的程序，再將它們連接在一起，就構(gòu)成了一個完整的控制程序。

??4。利用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設計法

??新一代的PLC編程設計除了采用梯形圖編程外還采用適用于順序控制的標準化SFC(Se Function Chart)語言編制，它實質(zhì)上就是第7章中的步進控制。該設計方法使程序設計大大簡化，程序更加簡潔、規(guī)范、可靠。三菱公司小型PLC除基本邏輯指令之外還增加了兩條簡單步進順序控制指令，這樣就可以采用類似SPC語言的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的方式進行編程設計。

??狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖又稱流程圖，它是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，是分析和設計PLC順序控制的得力工具。

??所謂“狀態(tài)”是指特定的功能，狀態(tài)的轉(zhuǎn)移實際上也就是控制系統(tǒng)的功能的轉(zhuǎn)移。機電系統(tǒng)中機械的自動工作循環(huán)過程就足電氣控制系統(tǒng)的狀態(tài)白動、有序逐步轉(zhuǎn)移的過程，也有人把狀態(tài)流程圖稱之為功能流程圖。

??5，綜合設計法

??以上介紹的經(jīng)驗設計法、邏輯設計法、狀態(tài)分析法、利用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設計法各有特點，具體采用什么方法是根據(jù)設計內(nèi)容的不同與設計人員本人的情況來確定的。任何一種設計方法都很難滿足要求，一般都是采用綜合設計法。所謂綜合設計法就是以狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設計法為主再配以經(jīng)驗設計法或邏輯設計法或狀態(tài)分析法完成整個PLC編程設計任務。