PLC程序规划

进行自动化项目开发过程中编写PLC程序前，应对PLC的内部资源进行规划设计。在规划后的架构下进行程序的编写，使编写的程序有层次，有主从，有结构。严格按照这样的设计过程进行程序设计，可以使程序中内部资源的被高效的利用。

在进行电气线路设计的过程中，应对IO按照一定的规则进行分区段，给一个功能类(或者功能单元)划分一个对应的IO区段。这样可以在调试或者后期维护过程中，通过功能单元来确定对应的IO地址区块，快速地查找到问题所在。如，定义设备的所有控制操作信号在I0.0-I3.7这个范围；那么我如果需要查找操作相关的信号，则直接在I0.0-I3.7这个范围查找即可，快速的缩小了相应范围。

内部变量地址规划

PLC的内部变量，在程序中实现了程序功能的转换过程。故进行PLC程序编写的过程中，必然大量用到PLC的内部变量地址。进行程序设计的过程中，对PLC内部地址进行合理的规划，可使大大提高程序的可读性和扩展性。如，对PLC内部变量的VB0-VB199规划为掉电保持区域；将VB200-VB399规划为程序流程控制区域；将VB400-VB799规划为程序中间数据交互区域……

程序架构层次

一个优秀的程序，其必然是有层次有结构的。设计程序的层次机构，即将程序的操作处理、流程处理、底层驱动控制、通信处理等进行分块处理。每一个层次完成对应功能测响应处理，不同层次之间仅进行必要少量变量进行数据交互。如此一来，对调试或者维护过程中，出现问题的原因，可以快速锁定异常区域点。如下所示：

程序机构规划处理

通过一个示例来聊聊如何规划一个PLC项目

对于一些朋友在编程或看别人的程序时，总是杂乱无章，让人看着迷糊和繁琐，也更容易造成错误。

这就是没有一个好的标准化的编程思路，其实，对于一些自动化公司都是有自己的标准，但是，其基本思路是一致的，今天就通过一个示例来跟大家聊聊如何规划自己的项目。

示例如下图所示，一个工业混料过程的项目，具体的项目要求就不说了（不做具体编程，只说思路）

在拿到一个项目时，首先按下图的思路来规划自己的项目，这样思路清晰。也容易理解。

下面就具体来说一说：

一、将过程分成任务和区域

自动化过程包含大量单个任务。通过在过程内识别相关任务组，然后将这些组分成更小的任务，用这种方法甚至可以定义最为复杂的过程。下面就用工业混料过程示例来阐述如何将过程划分为一些功能区域和单个任务：

在工业混料过程示例中，可以识别 4 个不同区域 ：

1、配料 A

2、配料 B

3、混合罐

4、排料

二、描述单个功能区域 在过程内描述每个区域和任务时，不仅需要定义每个区域的操作，还需要定义控制该区域的不同元件。这些功能包括： 1、每个任务的机械、电气输入/输出逻辑关系

2、每个任务之间的相互依存关系工业混料过程实例使用泵、电机和阀。必须精确描述识别操作期间所要求的操作特性和互单类型。

下面描述工业混料过程中所使用设备的示例。 2.1 配料 A/B：进料泵电机

进料泵电机将配料 A 和 B 传送到混料罐。流速：每分钟 400l (100 加仑)，额定值： 1200 rpm 时为 100kW (134hp)

通过混料罐附近的操作员站控制泵(启动/停止)。计数启动次数以用于维护。可通过一个按钮将计数器和显示器复位。

要操作泵，必须满足下列条件：a 混料罐不满。b 混料罐的排料阀闭合。c 没有激活紧急断电。

如果满足下列条件，泵将关闭：a 启动泵电机 7 秒后，流量传感器指示无流量。b 流量传感器指示停止流动。

2.2 配料 A/B：入口阀和进料阀

配料 A 和 B 的入口阀和进料阀可允许或防止配料流入混料罐中。阀有一个具有弹簧复位的螺线管。

a 激活螺线管时，打开阀。b 取消激活螺线管时，闭合阀。

要激活阀，必须满足下列条件： 进料泵电机已经运行 1 秒以上。

如果满足下列条件，泵将关闭：流量传感器指示无流量。

2.3 搅拌器电机

搅拌器电机在混料罐中混合配料 A 和配料 B。额定值： 1200 rpm 时为 100kW (134hp)

通过混料罐附近的操作员站控制搅拌器电机(启动/停止)。计数启动次数以用于维护。可通过一个按钮将计数器和显示器复位。

要操作泵，必须满足下列条件：a 罐液位传感器没有指示"罐液位低于最小值"。b 混料罐的排料阀闭合。c 没有激活紧急断电。

如果满足下列条件，泵将关闭： 流速计在启动电机后 10 秒内不指示已经到达额定速度。

2.4 排料阀

排料阀允许将混料物(通常为重力进料)排放到过程中的下一个阶段。阀有一个具有弹簧复位的螺线管。a 激活阀时，打开出口阀。b 取消激活螺旋管时，闭合出口阀。

通过操作员站控制出口阀(打开/关闭)。可在下列条件下打开排料阀：a 搅拌器电机关闭。b 罐液位传感器没有指示"罐空"。c 没有激活紧急断电。

如果满足下列条件，泵将关闭： 罐液位传感器指示"罐空"。

三、列出输入、输出和输入/输出

写完要控制的每个设备的物理描述后，需绘制每个设备或任务区域的输入和输出图。

四、创建电机和阀的 I/O 图

4.1 电机的I/O图

在工业混料过程的示例中使用两个进料泵和一个搅拌机。每个电机都由其自身的"电机块"控制，该块对于所有三个设备都相同。该块要求 6 个输入：两个输入用于启动或停止电机，一个输入用于复位维护显示器，一个输入用于电机响应信号(电机运行/不运行)，一个输入用于时间，在该时间内必须接收响应信号，一个输入用于测量时间的计时器数目。

逻辑块还要求四个输出：两个输出指示电机的操作状态，一个输出指示故障，另一个输出用于指示应该开始维护电机。

需要输入/输出来激活电机。它用于控制电机，但同时也可在"电机块"的程序中进行编辑和修改

4.2 创建阀的 I/O 图

每个阀都由其自身的"阀块"控制，该块对于所使用的所有阀都相同。逻辑块有两个输入：一个输入用于打开阀，一个输入用于关闭阀。它还有两个输出：一个输出用于指示阀打开，另一个输出用于指示阀闭合。

阀块有一个输入/输出，用于激活阀。它用于控制阀，但同时也可在"阀块"的程序中进行编辑和修改。

五、建立安全要求

定义安全要求查找要求硬件电路满足安全要求的设备类型。通过定义，这些安全电路可独立于可编程控制器进行操作(虽然安全电路通常提供 I/O 接口，允许与用户程序协调操作)。通常，可以组态矩阵式，在其自身的紧急断电范围内连接每个执行器。该矩阵式是安全电路的电路图基础。

按如下执行来设计安全机制

a 确定单个自动化任务之间的逻辑和机械电气互锁b 考虑设计电路时，由于自动化故障可以手动操作。

工业混料过程示例使用下列逻辑电路作为安全电路：

a 在紧急断电开关（急停）后，切断所有设备的电源（当然这里不需要通过PLC）b PLC的输入指示紧急断电开关（急停）的状态。

六、描述所要求的操作员显示和控件

每个过程都要求有一个操作员界面，允许人员进行干预。部分设计规范包括操作员控制台设计。

参见下图：

控制台还包括显示灯，用于指示经过一定启动次数后要求维护的设备，以及紧急断电开关，通过该开关可立即终止过程。控制台还有一个复位按钮，用于三台电机的维护显示。通过该按钮，可以关闭指示应该维护电机的维护显示灯，并将相应的计数器复位到 0。

七、创建组态图

通过确定希望使用哪些模块，还可以确定可编程控制器的结构。创建一个确定下列各项的组态图：

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