控制程序设计及调试要点

1.控制程序设计的基本要求

控制程序设计的基本要求是由PLC自身的特点及其在工业控制过程中要求实现的具体控制功能来决定的。

（1）紧密结合生产工艺过程

每个控制系统都是为了实现对一定的生产过程的控制而设计的。不同的生产工艺过程要求有不同的控制功能。控制程序的设计人员必须对被控制生产过程进行深入的分析，具体了解用户的实际需求，了解被控制的生产过程、工艺过程和环境特点以及对控制的要求等。所以，控制程序的设计人员必须严格按照生产工艺的具体要求来设计控制程序。

（2）熟悉控制产品的硬件结构

不同的硬件结构决定着不同的控制软件系统。所以，控制程序的设计人员不能抛开硬件结构而单独地考虑软件系统，要结合硬件结构来编制控制程序。

（3）兼有计算机和自动控制两方面的知识

PLC是以微处理器为核心的控制设备。可以说，PLC技术在一定程度上是从计算机技术和自动控制技术发展演变而来的。所以，控制程序设计人员必须兼有计算机和自动控制两方面的技术知识。

2.控制程序设计的基本原则

控制程序设计是以系统要实现的工艺要求、硬件组成和操作方式等条件为依据进行的，程序设计一般应遵循的原则是：逻辑关系简单清晰，易于编程输入，少占内存，减少扫描时间。具体来说，有以下几点原则。

1）控制程序设计一般只需要考虑用户程序的设计，而由系统自动实现外围设备的管理，控制程序的设计人员只是设置必要的参数。

2）对I/O信号进行统一配置和操作，确定各个信号在一个扫描周期内的唯一状态，避免由于状态的不同而引起的逻辑混乱。

3）由于CPU在每个周期内都固定进行某些窗口服务，占用一定的机器时间，所以，周期时间不能无限制地缩短。

4）定时器的时间设定值不能小于周期扫描时间，而且，当定时器时间设定值不是平均周期时间的整倍数时，可能会有定时误差。

5）用户程序中如果多次对同一个参数进行赋值，则只有最后一次操作有效，前几次操作不影响实际输出值。

3.控制程序的设计方法

控制程序设计，有以下几种方法。

（1）时序流程图法

时序流程图法是首先画出控制系统的时序图，再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图，最后把程序框图写成PLC程序。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程。

（2）步进顺控法

一般比较复杂的程序，都可以分成若干个功能比较简单的程序段，一个程序段可以看成是整个控制过程中的一步。从这个角度去看，一个复杂的系统的控制过程是由这样若干个步组成的。系统控制的任务实际上可以认为是在不同时刻或者在不同进程中去完成对各个步的控制。(www.xing528.com)

（3）经验法

经验法是运用自己的或别人的经验，例如在一些典型电路的基础上进行设计。多数是设计前，先选择与自己工艺要求相近的程序，结合自己工程的情况，根据被控对象对控制系统的具体要求，对这些“试验程序”不断修改、调试，使之适合自己的工程要求。这里所说的经验，有的是来自自己的经验总结，有的可能是别人的设计经验。

（4）计算机辅助设计

计算机辅助设计是通过PLC编程软件在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等。编程软件STEP 7和WinCC，仿真软件PLCSIM等都是S7系列PLC编程常用软件。使用这些编程软件可以十分方便地在计算机上离线或在线编程、在线调试。

4.控制程序的设计过程

（1）对系统任务分块

在PLC应用系统中，程序是由一些基本环节组成的。分块的目的就是把一个复杂的工程分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的、大的问题化为多个简单的、小的问题，便于编制程序。

（2）编写控制系统的逻辑关系图

从逻辑关系图上可以反映出某一逻辑关系的结果是什么，这一结果又应该导出哪些动作。这个逻辑关系可以以各个控制活动顺序为基准，也可能以整个活动的时间节拍为准。逻辑关系图反映了输入与输出的关系。

（3）绘制各种电路

在绘制PLC的输入电路时，要考虑到输入端的电压和电流是否合适，也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到是否会把高压引导到PLC的输入端，这样会对PLC造成比较大的损坏。

（4）编写PLC程序并进行模拟调试

控制程序是整个控制系统工作的核心，是保证系统工作正常、可靠的关键。所以，控制程序必须经过反复调试、修改，直到符合控制工艺要求。

（5）制作控制柜

对于安装在室内的控制柜一般符合IP52标准，对于安装在室外的控制柜一般符合IP56标准。在控制柜的内部提供AC 220V标准插座，在柜门内侧有电源开关。端子排、电缆走线槽均由阻燃材料制造。端子排的安装位置应便于接线，距柜底不小于300mm，距柜顶不小于150mm，排与排之间的距离不小于200mm。

（6）现场调试

控制程序的控制对象是现场的设备，所以，编写好的控制程序必须要通过设备的现场联调。

（7）现场试运行并编写技术文件

经过现场调试以后，控制电路和控制程序基本被确定了。这时就要全面整理技术文件，包括整理电路图、PLC程序、使用说明及帮助文件。