PLC的3大重点编程算法，电气人都该掌握

PLC编程算法(一)

1、开关量也称逻辑量，指仅有两个取值，0或1、ON或OFF。它是最常用的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC最基本的应用。

开关量控制的目的是，根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序，使PLC产生相应的开关量输出，以使系统能按一定的顺序工作。所以，有时也称其为顺序控制。

而顺序控制又分为手动、半自动或自动。而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。

2、模拟量是指一些连续变化的物理量，如电压、电流、压力、速度、流量等。

PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的，可方便及可靠地用于开关量控制。由于模拟量可转换成数字量，数字量只是多位的开关量，故经转换后的模拟量，PLC也完全可以可靠的进行处理控制。

由于连续的生产过程常有模拟量，所以模拟量控制有时也称过程控制。

模拟量多是非电量，而PLC只能处理数字量、电量。所有要实现它们之间的转换要有传感器，把模拟量转换成数电量。如果这一电量不是标准的，还要经过变送器，把非标准的电量变成标准的电信号，如4—20mA、1—5V、0—10V等等。

同时还要有模拟量输入单元(A/D)，把这些标准的电信号变换成数字信号;模拟量输出单元(D/A)，以把PLC处理后的数字量变换成模拟量——标准的电信号。

所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。例如：

PLC模拟单元的分辨率是1/32767，对应的标准电量是0—10V，所要检测的是温度值0—100℃。那么0—32767对应0—100℃的温度值。然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。如果想把温度值精确到0.1℃，把327.67/10即可。

模拟量控制包括：反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。这些都是PLC内部数字量的计算过程。

3、脉冲量是其取值总是不断的在0(低电平)和1(高电平)之间交替变化的数字量。每秒钟脉冲交替变化的次数称为频率。

PLC脉冲量的控制目的主要是位置控制、运动控制、轨迹控制等。例如：脉冲数在角度控制中的应用。步进电机驱动器的细分是每圈10000，要求步进电机旋转90度。那么所要动作的脉冲数值=10000/(360/90)=2500。

PLC编程算法(二)——模拟量的计算

1、 -10—10V。-10V—10V的电压时，在6000分辨率时被转换为F448—0BB8Hex(-3000—3000);12000分辨率时被转换为E890—1770Hex(-6000—6000)。

2、 0—10V。0—10V的电压时，在12000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000);12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。

3、 0—20mA。0—20mA的电流时，在6000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000);12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。

4、 4—20mA。4—20mA的电流时，在6000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000);12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。

以上仅做简单的介绍，不同的PLC有不同的分辨率，并且您所测量物理量实现的量程不一样。计算结果可能有一定的差异。

注：模拟输入的配线的要求

1、使用屏蔽双绞线，但不连接屏蔽层。

2、当一个输入不使用的时候，将V IN 和COM端子短接。

3、模拟信号线与电源线隔离 (AC 电源线，高压线等)。

4、当电源线上有干扰时，在输入部分和电源单元之间安装一个虑波器。

5、确认正确的接线后，首先给CPU单元上电，然后再给负载上电。

6、断电时先切断负载的电源，然后再切断CPU的电源。

PLC编程算法(三)——脉冲量的计算

脉冲量的控制多用于步进电机、伺服电机的角度控制、距离控制、位置控制等。以下是以步进电机为例来说明各控制方式。

1、步进电机的角度控制。首先要明确步进电机的细分数，然后确定步进电机转一圈所需要的总脉冲数。计算“角度百分比=设定角度/360°(即一圈)”“角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*角度百分比。”

公式为：角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*(设定角度/360°)。

2、步进电机的距离控制。首先明确步进电机转一圈所需要的总脉冲数。然后确定步进电机滚轮直径，计算滚轮周长。计算每一脉冲运行距离。最后计算设定距离所要运行的脉冲数。

公式为：设定距离脉冲数=设定距离/[(滚轮直径*3.14)/一圈总脉冲数]

3、步进电机的位置控制就是角度控制与距离控制的综合。

以上只是简单的分析步进电机的控制方式，可能与实际有出入，仅供各位同仁参考。

伺服电机的动作与步进电机的一样，但要考虑伺服电机的内部电子齿轮比与伺服电机的减速比。

PLC中重要的三个点：开关量、模拟量、脉冲量。只在搞清楚三者之间的关系，对于掌握PLC就不会有太大的问题。

采用FX3UPLC进行双轴联动控制实现五角星的绘制

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思路设计

在做任何程序之间，建议大家最好先有个设计方案，打好草稿，这样对后面的编程工作很快也会比较顺利；首先我们看一下该案例会用到的思路。

我们把该五角星绘制设计为五条运行轨迹，如图所示，AB、BC、CD、DE、EA；在该示意图，我们也给大家做出了详细的分析与每条运行轨迹所要走的各自的距离，也就是XY 轴所要相配合走的运行距离。那么根据上面所述，我们的程序设计具体方案与思路就出来了。

PLC程序设计思路详解：

我们采用的是三菱FX3U的PLC，在该案例中 ，我们采用的双轴定位，具体程序指令使用的是DDRVI相对定位指令和M8029脉冲结束标志位的配合使用设计。

第一步： 按下启动按钮，同时启动X轴和Y轴进行运动控制，注意，这里的M8029因为可能会被多个指令共同调用使用，所以注意事项是必须把每一条动作的M8029动作条件都加到各自动作满足条件和每条定位指令的后面，这样才不会影响M8029的使用，对每个各自的独立动作也不会造成影响。

那么我们接着分析，上述两段程序完成了第一步，AB这条运行轨迹的走行，首先，X轴发了-400个脉冲代表向右走行了4cm，然后Y轴紧接着发了350个脉冲，代表向Y的上方向走行3.5cm；

参数计算，步进电机转一圈的脉冲数是400个脉冲，转一圈刚好行走4CM，所以我们可以算到一个脉冲为0.01cm，这里注意的是，我们必须确保XY轴走完行程的完成时间一样，所以按照这个速度完成时间我们把每个指令的脉冲频率和脉冲个数设置为一样，代表一秒走完。

第二步： 根据下一条BC运行轨迹看，Y轴不需要改变位置，只需要X轴向左行走4cm回到刚才的零点位置即可，所以很清晰的看到上面这段程序是通过上一个动作结束完成M101动作位激活了下一条运行指令的条件。

第三步： 当X轴走完BC行程以后，接下来要做的就是同时启动XY轴的下一步动作条件，来执行CD这个运行轨迹的动作完成，如上图程序所示，根据CD运行轨迹的分析，首先X轴先发-400个脉冲，向右先行驶4cm，紧接着Y轴发-350个脉冲进行回零。

第四步： 同样道理，利用各自上一步走完的脉冲结束标志位，激活DE的运行轨迹所需要走的距离，X轴先发200个脉冲向左行走2cm，然后Y轴发450个脉冲向Y轴上方行走4.5cm。

最后一步： 还是一样，根据上一次各自完成结束动作条件激活最后一步EA轨迹行走的动作条件，X轴继续发了200个秒冲向左行走2cm回到了零点，Y轴发了-450个脉冲做Y的下面方向走了4.5cm回到了零点位置；以上全部程序的完成动作设计完成。还要提示一下大家，为了程序的更合理性设计，给每一个动作条件都加一条停止动作的条件M1停止按钮，这样可以做到遇到紧急情况下按下该停止条件可以停掉所有的输出。

来源：技成培训网——PLC发烧友，作者：杨存世，未经授权不得转载！

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