PLC编程-如何设计程序架构

在进行PLC程序设计的过程中，在设计程序功能代码前，应先对程序的架构进行规划。即程序的底层驱动层如何处理、功能实现层如何处理、外部通信信号交互层如何处理、人机交互如何处理等。将系统的整体程序框架按照如此划分后，分别对各个层面程序和各个功能单元的程序分别考虑编写；各部分完成后，再依照程序的总统框架将各部分有机的连接起来。

程序框架示意

底层驱动层

一般地，将PLC外部控制对应的IO、通过组态生成的功能块、外部添加的功能单元块等。称之为底层驱动。它主要用于实现最基本信号的输入输出、功能执行。例如，进行模拟量输入的信号转换过程、进行定位控制的绝对定位过程、进行编码器测量时的数据采集过程等。这一类的处理功能单元均放置于底层驱动层，进行统一的管理处理。

功能实现层

在这一部分放置程序所实现的功能处理，这应该是属于程序的核心控制部分。在进行功能设计的过程中，亦应将功能进行一定的细分处理。如应将有重复执行的部分进行单独成功能块，程序功能流程需要的时候调用对应功能代码。

程序组织方式(推荐)

人机交互层

人机交互属于控制与监控范畴。对设备的操作、控制、参数设置、监控等处理，放置到这一部分来处理。

外部通信层

外部通信完成与外围设备的信号交互。通常地，选用工业常用通信总线方式实现。可以保证信号的准确有效交互。但无论选用何种通信方式，均需要既有基本通信参数配置的处理。这应放置于外部通信实现层面。包括对总要信号的交互确认机制建立，确保信号的有效传递。

PLC编程开发如何进行程序框架的设计

在自动化领域，PLC是最最常规使用的控制器。在工业现场，各式各类的PLC也是非常的繁多，欧系的、日系的、国产的，甚至于同一个品牌还有不同系列的。这些名目繁多的PLC对于从事自动化行业的工程师来说，是很难都一一涉及的。那么在这种情况下，作为一个自动化工程师，在项目开发过程中，如何使用PLC实现一个高质量的程序开发？这就需要有丰富的经验以做支撑（趟过多少坑）。

对于出入自动化行业的工程师来说，在学习的过程中大多都是不停的去学习和努力的记住PLC的各种指令。然往往忽视了指令仅仅相当于使用英语时的各种单词，而如何使用这些指令（单词）构建出需要的功能才是PLC编程使用的核心。然而，这依然对于新入者存在一个问题，即怎么去使用这些指令来完成想要的功能呢？这里就这个问题，和大家进行一个交流。

从程序功能拆分

在进行程序编写之前，应该对项目的整体功能进行一定程度的梳理。即PLC需要实现哪些功能，系统的这些功能在PLC中进行如何的规划。总的说来一下的几点，是必须把握的：

在进行以上的工作后，其实程序的框架架构也就形成了。以以下取放机械手举例。

1、系统总体功能为机械手实现在A工位与B工位之间完成物料搬运；

2、从以上图中的机构可以将系统拆分为升降机构单元、平移机构单元及拾放单元，分别用于实现机械手的升降、平移和拾放功能；

3、在以上的几个分项功能单元中，可以看出平移和升降均为气缸的伸出和收回，那么在这种情况下，可以考虑将这两部分单元使用相同的子功能单元实现；

4、对程序的总体及分项功能均进行了明确，那么就应该明确各个程序功能模块之间如何进行交互（即相应功能单元的接口）。

程序架构设计

当讲系统依照功能单元进行了拆分梳理后，这对于进行程序的编写依然是不够的。还应该从系统的整体程序框架结构上考虑，以将程序的“立体感”建立起来，这样可以将程序的健壮性构建得更加完美。就好比是，生产了车轮、车门、发动机、方向盘等，但如何将这些部件联合起来组成一辆美观立体的汽车。优秀的设计可以最总生产出一辆轿车，不好的设计就可能仅仅是一辆四轮车。虽然都实现了基础的功能，但设备的性能却无法发挥到极致。所以，程序的架构也是在进行程序编写过程中，必须要考虑的问题。

以上即为一种常规的架构处理方式。在进行程序编写的过程中，依照以上层次架构进行编写。将不同层面的内容放置于不同的位置。比如将PLC的IO映射放置到最底层；比如进行伺服电机的运行启动处理时的启动流程处理放置到底层驱动层……

这样进行程序架构处理，已便于后期程序修改或者维护时可以快速方便的定位到问题点．

当然，以上仅分享给大家一种处理PLC编程过程中的程序架构的处理方式，当对PLC编程非常熟悉以后，在处理实际问题的过程中，亦有很多方式可以达到相同的目的．这里，以此仅供参考．

（转载请注明来源函控自动化工程师头条号）

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