浅析PLC编程

陈璐

【摘要】：本文就PLC编程，作者浅析了第一编程语言梯形图的编程规则、梯形图的编程技巧及编程经验的积累。编程技巧要在实际编程中不断总结，作者给出了自己编程时总结出的常用编程技巧，同时指出，要编出高效、高质的PLC程序要理论、实践加经验积累。

【关键词】：PLC编程 编程语言 梯形图 基本技巧

可编程控制器（PLC）是在继电器控制和计算机控制基础上开发的工业自动控制装置，是计算机技术在工业控制领域的一种应用技术。其主要使用者是工厂广大电气技术人员，为了适应他们的传统习惯，通常PLC不采用微机的编程语言，而常常采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程。下面就PLC编程谈谈笔者的见解。

一、常用编程语言

IEC（国际电工委员会）于1994年5月公布的IEC1131-3（可编程控制器标准的第三部分）中定义了5种PLC编程语言：（1）梯形图LAD（Ladder Diagram）（2）语句表STL（Statement List）（3）功能块图 FBD（Function Block Diagram）（4）结构文本ST（Structured Text）（5）顺序功能图SFC（Sequential Function Chart）。目前，梯形图和语句表是PLC的主要编程语言，其中梯形图是使用得最多的编程语言，被称为PLC的第一编程语言。

梯形图程序中输入信号和输出信号之间的逻辑关系一目了然，易于理解并与继电器电路的表达方式相似，由于梯形图一定能也较易于转化为语句表，因此，在设计以开关量控制为主的控制程序时建议使用梯形图。有时把梯形图也称为电路或程序。梯形图的设计称为编程。

二、PLC编程的基本规则

尽管梯形图与继电器电路图在结构形式、元件符号及逻辑控制功能等方面相类似，但它们又有许多不同之处，梯形图具有自己的编程规则。

（1）外部输入、输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等器件的接点可多次重复使用，无需用复杂的程序结构来减少接点使用次数。

（2）梯形图按“自上而下，从左到右”的顺序绘制。每一逻辑行总是起于左母线，然后是触点的连接，最后终止于线圈或右母线（右母线可以不画出）。左母线与线圈之间一定要有触点，而线圈与右母线之间则不能有任何触点。

（3）梯形图中的触点可以任意串联或并联，但继电器线圈只能并联而不能串联。

（4）触点的使用次数不受限制。

（5）同一编号的线圈在同一程序中，使用了两次或多次，称为“双线圈输出”。双线圈输出容易引起错误操作，应尽量避免线圈重复使用。

（6）对于不可编程梯形图必须通过等效变换，变成可编程梯形图。

（7）有几个串联电路相并联时，应将串联触点多的回路放在上方，在有几个并联电路相串联时，应将并联触点多的回路放在左方。

三、PLC编程的基本技巧

PLC编程技巧是在实践中不断总结出来的。较好地掌握编程技巧，可提高编程的速度和质量。下面六点是笔者编程是常用的技巧。

1、“上沉下轻”

在每一逻辑行中，串联触点多的支路应放在梯形图上方。如果将串联触点多的支路放在梯形图下方，则语句增多，程序变长。如图1所示。

图1为两个逻辑功能相同的梯形图，但它们对应的语句表程序却不相同，扫描时间也不同。如将图1（a）中并联的两条支路上、下对换，则变换后的梯形图即图1（b），原有的逻辑关系保持不变，但程序简化了。

（a）梯形图语句表                （b）梯形图语句表

0  LD  0003                    0  LD  0001

1  LD  0001                    1  AND 0002

2  AND 0002                    2  OR  0003

3  ORB                         3  OUT 2001

4  OUT  2001                   4  END

5  END

2、“左沉右輕”

在每个逻辑行中，并联触点多的电路应放在梯形图左方。如果将并联触点多的电路放在梯形图右方，则语句增多，程序变长。如图2所示。

图2为两个逻辑功能相同的梯形图，但它们对应的语句表程序却不相同，扫描时间也不同。如将图2（a）中串联的两部分电路左、右对调，则变换后的梯形图即图2（b），原有的逻辑关系保持不变，但程序简化了。

（a）梯形图语句表                （b）梯形图语句表

0  LD  0003                    0  LD  0001

1  LD  0001                    1  OR  0002

2  OR  0002                    2  AND  0003

3  ANB                         3  OUT  2001

4  OUT  2001                   4  END

5  END

3、合并逻辑行

梯形图中，当多个逻辑行都具有相同条件时，常将这些逻辑行合并，能节省语句数。如图3（a）所示，并联触点0001、0002是各个逻辑行所共有的相同条件，可合并成如图3（b）所示的梯形图，利用主控指令或分支指令来编程。当相同条件复杂时，可节省许多存储空间，这对存储容量小的PLC很有意义。

4、等效变换

梯形图中，不允许一个触点上有双向“电流”通过，如图4（a）所示，触点0005上有双向“电流”通过，该梯形图不可编程，这是不允许的。对于这样的梯形图，应跟据其逻辑功能作适当的等效变换，如图4（b）所示。再将其简化成如图4（c）所示的梯形图

四、PLC编程经验

弄通有关PLC程序设计理论是重要的。没有经验，仅有理论，既无法深刻理解理论，又无法灵活应用理论。任何理论也都只是经验的总结，归根到底也都有是来自实践。

1、经验积累

经验有别人的，也有自己的，都很重要。前者要靠细心学习，后者要靠用心积累，都要在一定的时间与必要的精力。别人的经验有上了书的或登载在杂志上的。有的是细心学习别人的，但多数是我自己的经验。所有的例子都经我测试过，都经实践证明是可行的。我想，别的书本或杂志上介绍的也会是这样的。所以学习这样杨功的经验是必要的。还有就是你同事的经验，也是值得学习。这种经验离你很“近”，很易借鉴。自己的经验则是最重要的，要在自己的实践中，积累自己的经验，同时，最好在学别人的经验时，也能亲自作些测试，能使自己也有类似的经历，进而把这些经验变成自己的。这也是自己经验的重要积累。

2、经验升华

经验还有待升华。升华有三个层次：最低的层次就是建立一个典型的程序库，供今后再用。若程序复杂，还可建一些功能块，或子程序，以便以后引用。其次，要总结出有效算法。如单按钮起停程序库等。最高层次的升华是把经验上升到理论的高度，为丰富PLC程序设计理论作贡献。我想，随着PLC使用的普及与提高，是会有越来越多从经验中升华出来的，而又能用以指导实践的PLC编程理论的。

3、经验应用

经验积累、经验升华都是为了应用。经验应用有三方面：

1）用作工程设计模板。设计新系统时，选用一个或几个与现设计工程类似的，已取得成功的工程，作样板进行设计。这既可减轻设计的工作量，又增加设计的成功率。这也是信息可重用的一大好处。

2）用作程序設计参考。在无成功的工程可作样板时，在新设计的逻辑中，仍有相当一部分控制逻辑，可采用或借用已有典型逻辑，这也可减少设计的工作量，增加设计的成功率。

3）用作算法设计参考。在既无样板可参照，又无典型可采用时，还可运用过去的一些成功的算法。

总之，PLC编程要理论与实践相结合，时时刻刻做个有心人，坚持不懈，循序渐进，方能提高自己的编程水平。

【参考文献】

【1】高钦和. 可编程控制器应用技术与设计实例[M]. 人民邮电出版社， 2004.

【2】鲁玲， 黄雄峰， 杨盛. 自动化系统可编程控制器应用技术综述[J]. 智慧工厂， 2012（9）：33-36.