计算机编程思想在PLC程序设计中的应用

蔡月

摘要：隨着我国工业建设进程的稳步提升，PLC程序逐渐应用于各种控制系统中。通过PLC程序可以更加高效、快捷地完成工业生产步骤，保证工业生产质量。本文就计算机编程思想在PLC程序设计中的应用进行分析，希望能帮助PLC程序有更好发展。

关键词：计算机编程；PLC程序；设计应用

中图分类号：TH862.6 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）02-0019-01

可编程控制器又称PLC控制器，它的出现使得我国工业生产控制系统得以完善。其工作原理是由计算机进行程序预设，然后再将生产信息输入进PLC控制器中，由控制器进行分析后向外部程序发布指令，外部程序执行命令开始进行生产。在这个工程中，主要就是由计算机程序进行计算、分析和执行，同时PLC程序也是由计算机进行设置，所以计算机对于PLC程序来说十分重要。

1 PLC程序发展历程

1.1 PLC程序起步阶段

在第二次工业革命后到上世纪六十年代之间，工业生产控制主要由继电接触器来完成，这是一种早期电子控制系统，其利用导线连接定时器、继电器和接触器触电，然后根据一定逻辑关系进行系统性运行。继电接触器因其价格低廉、操作简单、结构简单等特点被广泛应用到当时工业控制领域之中，但是随着科技不断进步，工业生产难度不断加大，人们在实践中发现继电接触器不够灵活，如果出现故障会影响整个控制系统运行，不利于工业生产。

1.2 PLC程序初级阶段

在这个阶段，PLC程序依旧受到继电接触器影响，但是这个时候出现了计算机技术，它的出现使PLC程序可以实现少量控制功能，可以执行少量简单运算和指令，在一些大型程序设计上还是捉襟见肘。

1.3 PLC程序高级阶段

十九世纪末期以来，计算机程序呈现出高速发展趋势，计算机编程思想也逐渐形成系统化体系，这种系统化计算机编程体系也在PLC编程思想上有所体现，不仅完善了PLC编程思想，还在PLC程序设计中加入数据库元素，用各种形式来采集工业生产过程中加工、消耗等各种数据，并对这些庞大、复杂数据进行管理和储存，将这些数据进行系统化分类，对数据中存在问题进行提取，方便人们在下一次生产时能够更加快速、有效掌握数据信息。

2 计算机编程思想

计算机编程思想是由算法和基本结构组成，算法是指利用计算机对数值进行计算或是利用计算机对一些非数值数据进行排序、管理。基本结构有三种：顺序结构、选择结构和循环结构。顺序结构局势利用计算机进行一个顺序执行系统，在这种结构中输入一个数据会按照命令顺序进行自上而下执行。选择结构又叫做分支结构和条件结构，在这种结构中输入数据，计算机都会对所给数据进行分析，判断数据符合哪种条件，根据数据自身情况选择进行不同计算和执行方式，产生不同结果。循环结构就是给数据设置一个条件，然后在计算机内不断计算，直到达到条件为止。

3 PLC程序设计原理

3.1 以结构为目标进行编程设计

这种编程设计原理主要就是依托于计算机编程思想，在进行PLC程序设计时，也是根据顺序结构、选择结构、循环结构这三种思路进行设计，使PLC程序只有一个出口和一个入口，在程序内部按照 逻辑层次关系建立多个功能相对独立的模块，并将任务进行细化，分配到这些模块身上，然后将这些模块按照程序执行顺序进行连接，让复杂的任务程序能通过PLC程序变成小型任务，通过不同模块间配合使用，完成目标任务。这种基于计算机编程思想的PLC程序设计原理能很好整理各个模块之间顺序和逻辑关系，将复杂程序细致化、简单化，方便进行工业上调试、设置和维护。

3.2 以对象为目标进行编程设计

这种编程设计模式就是某一对象、某一类物品等作为PLC程序基本概念，了解编程对象特点，根据其特点进行编程。这种编程方式在近年来工业生产中受到广泛应用。其好处在于可以将数据进行类别分类，使PLC程序在工业生产应用中更加成熟，同时这种编程设计可以不断重复利用，减少PLC程序开发时间和经历，提高PLC程序设计编程效率。这种PLC程序设计方式虽然是以对象为目标，但是在编写时，仍旧应用了一些计算机编程思想，让PLC程序设计总能够相互产生连接，支持PLC程序正常运转。

4 几种计算机编程思想在PLC程序设计中的应用

4.1 数据库思想

PLC控制系统最大特点就是要对输入数据进行大量整理、计算，然后分析大量数据，输出结果。简单编程设计并不能真正实现对流动数据进行大范围控制，在对数据进行计算并根据数据进行执行过程中，难免出现效率低下等情况。为了完成这种高难度工作任务，可以计算机编程思想中数据库思想应用到PLC程序设计之中，当向PLC程序输入大量数据之后，PLC控制程序就会自动对数据进行分类处理，然后自行访问数据查找向匹配资料进行计算，将计算结果输出至PLC控制程序终端进行结果执行命令。

4.2 程序嵌套思想

程序嵌套思想优势在于可以将复杂程序变成一个个小程序，进行独立运行和操作，主要应用于以对象为目标进行的PLC程序设计中。在工业生产过程中，总会出现一些需要反复进行重复运算数据，这个时候可以应用程序嵌套思想，为需要重复计算部位建立单独运算模块，在工业控制程序中将计算处理模块按照功能区别，进行独立设计，使PLC程序结构更加清晰，框架更加有条理。在执行命令时，将所有重复程序操作都集中到同一模块上，减少数据在PLC程序中运转时间和运转流程，以此提高PLC程序运行速度，方便工人在工业生产环节中对PLC控制系统进行调试。

4.3 模糊控制思想

模糊控制编程思想是指将设计者思维通过计算机技术变成计算机语言，将设计者控制思维进行转化，使PLC程序能自然模拟出设计者思维，将实际工程操作程序按照模糊控制原则进行编程处理，改变PLC程序数据输入精度和输出精度。简单来说就是由使用者向PLC控制程序输入一个模糊范围，然后PLC控制程序针对这个范围进行大量数据分析、比对，使输出数值符合使用者给出范围，这种模糊控制设计思想多用于小型汽轮机控制、热交换机、热水器等领域。

5 结语

通过以上对PLC程序发展历程、计算机编程思想和几种计算机编程思想在PLC设计中应用的介绍，我们可以知道传统PLC控制程序在不断发展的工业实践中不断暴露出一些自身弊端和不足之处，通过将计算机编程思想和PLC程序设计进行有机结合，可以很好改善传统PLC控制程序弊端及不足。如数据库思想很好地解决了PLC程序在数据处理上存在的弊端，程序嵌套思想使PLC程序得到简化，运行起来更加快捷，模糊控制思想使PLC程序更加拟人化等，使PLC程序设计更加成熟。

参考文献

[1]李德福.基于PLC的智能立体车库控制系统研究与设计[D].江西理工大学，2017.

[2]张林艳.基于三维实体模型的PLC程序调试系统研究[D].河北工业大学，2015.