鄭州繼飛機(jī)電設(shè)備有限公司

繼飛機(jī)電(圖)-完善的變頻柜-登封變頻柜 ：

PLC編程是一個(gè)容易讓工程師們頭tong的問(wèn)題。本文將從梯形圖邏輯和PLC掃描、BCD碼以及可復(fù)用代碼3個(gè)方面詳述PLC編程的小技巧。

梯形圖邏輯和可編程邏輯控制器(PLC)的掃描、二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)（BCD碼）、以及代碼復(fù)用，是CONTROL ENGINEERING編輯咨詢委yuan會(huì)成員Frank Lamb建議在PLC編程時(shí)需要多加留心的地方。作為一家自動(dòng)化咨詢服務(wù)公司的創(chuàng)始人，他認(rèn)為控制工程師們可以從這3個(gè)角度來(lái)學(xué)習(xí)PLC的編程要領(lǐng)。

BCD碼是一種十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制編碼，其中每個(gè)數(shù)都用特定的位來(lái)表示，通常是4位或8位，這與人類計(jì)算的方式大不相同。這種割裂會(huì)給可編程邏輯控制器(PLC)的用戶帶來(lái)困擾。

梯形圖邏輯與PLC掃描

幾乎所有的PLC都以同樣的方式來(lái)處理掃描。首先，CPU將物理輸入讀入內(nèi)存表，通常稱為“輸入表”。該表經(jīng)評(píng)估后在程序中使用。不同平臺(tái)，使用不同類型的寄存器；在每個(gè)掃描周期，按照從左向右，從上到下的順序處理邏輯，同時(shí)更新寄存器。包括更新輸出表，稍后用其驅(qū)動(dòng)連接到PLC的物理設(shè)備。

為實(shí)現(xiàn)各種功能，程序可能會(huì)調(diào)用不同的子程序，需要注意的是調(diào)用順序很重要。根據(jù)內(nèi)存寄存器和輸出表的位置，物理輸出duo可能會(huì)延遲兩個(gè)周期。在任何情況下，從程序調(diào)用處開(kāi)始執(zhí)行所調(diào)用的子程序，子程序執(zhí)行完畢，回到chu調(diào)用該子程序的主程序，繼續(xù)完成chu的掃描周期。大多數(shù)程序，使用一個(gè)初始循環(huán)例程，用于調(diào)用所有其它例程。

然而，也有一些程序是固定周期運(yùn)行，并不是連續(xù)運(yùn)行的。不過(guò)，完善的變頻柜，這種情況并不常見(jiàn)。大多數(shù)程序的配置，都是以快速度連續(xù)運(yùn)行。執(zhí)行完所有代碼，評(píng)估邏輯，并更新所有表（掃描開(kāi)始時(shí)寫(xiě)入的輸入表除外），將生成的輸出表或寄存器內(nèi)容寫(xiě)入物理輸出。

需要花費(fèi)多長(zhǎng)時(shí)間？這取決于平臺(tái)（處理器速度）、程序代碼量、以及所使用的指令類型。在程序中，程序員有時(shí)會(huì)使用循環(huán)處理，或者重復(fù)調(diào)用同一個(gè)子程序。所有這些都會(huì)影響PLC總掃描時(shí)間。通常，在幫助文檔中都會(huì)說(shuō)明不同指令的執(zhí)行時(shí)間，但是并沒(méi)有涉及到如何估計(jì)執(zhí)行所有代碼所需要的時(shí)間。基本上這些說(shuō)明都太簡(jiǎn)單，只能作為參考。

有時(shí)，掃描時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)80毫秒。如果掃描時(shí)間超過(guò)50毫秒（對(duì)機(jī)器控制項(xiàng)目而言），用戶就應(yīng)尋求更強(qiáng)大的處理器或使用更高效的代碼。在機(jī)器控制項(xiàng)目中，如果掃描時(shí)間超過(guò)50毫秒，對(duì)輸出響應(yīng)的影響非常明顯；對(duì)于過(guò)程控制項(xiàng)目而言，這可能不是特別重要。

二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)

二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)(BCD碼)，是一種二進(jìn)制編碼(通常用4或8位來(lái)表示)。對(duì)我們?nèi)祟悂?lái)講，需要在我們的“寄存器”中累加每位，將它們轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，這是上帝賦予人類的編程思考方式。

早在使用觸摸屏之前，7段顯示器和指輪開(kāi)關(guān)就被用作人和PLC之間的數(shù)字接口。甚至更早，在使用PLC之前，這些設(shè)備也是與電路之間實(shí)現(xiàn)數(shù)字接口的唯yi圖形化設(shè)備。用戶可以像在ENIAC（第yi電子通用計(jì)算機(jī)）一樣，移動(dòng)短接片，但利用這些設(shè)備，更容易查看和調(diào)整十進(jìn)制數(shù)。問(wèn)題是，它們是輸入/輸出(I/O)密集型的。每個(gè)指輪段需要4個(gè)輸入(+電源)，而每個(gè)7段顯示器則需要4個(gè)輸出(+2個(gè)電源連接）。然而，與使用按鈕和指示燈相比，它更容易與十進(jìn)制數(shù)中帶符號(hào)或無(wú)符號(hào)整數(shù)連接。

常見(jiàn)的抱怨來(lái)自于數(shù)學(xué)方面；每個(gè)數(shù)據(jù)類型都必須顯式聲明，如果數(shù)據(jù)類型不匹配，則必須對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換。不僅如此，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器類型還需將BCD納入到它們的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以追溯到人們需要處理諸如指輪和7段顯示器的時(shí)代。事實(shí)上，計(jì)時(shí)器設(shè)定值，仍然需要輸入“S5T # 3S”來(lái)完成3秒鐘的設(shè)定。定時(shí)器使用3位BCD來(lái)表征數(shù)字（12位），還需要2位BCD來(lái)表征時(shí)基。對(duì)計(jì)數(shù)器也是如此，這意味著它們的計(jì)數(shù)范圍只能從-999到+999。

每一個(gè)4位區(qū)段可以代表0000到1001的數(shù)值；下一個(gè)值，不是從1010(有符號(hào)或無(wú)符號(hào)十進(jìn)制的“10”或十六進(jìn)制中的“A”)開(kāi)始，而是直接跳到下一區(qū)段的位。這意味著后6個(gè)位組合(A-F)實(shí)際上被浪費(fèi)了——這在BCD結(jié)構(gòu)中是不可能的。

在許多較新的觸摸屏中，仍然使用BCD結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)，但大多數(shù)程序員更傾向于選擇整數(shù)基來(lái)表示十進(jìn)制數(shù)。BCD有點(diǎn)像DOS；工程學(xué)校仍然在利用它，但是人們真的不知道它是從哪里來(lái)的。參考舊指輪和7段顯示，可能有助于澄清某些神秘事項(xiàng)和選擇BCD的原因。

PLC的可復(fù)用代碼，自動(dòng)變頻柜，為用戶提供了靈活性，并允許構(gòu)建可從一個(gè)應(yīng)用程序?qū)С龅搅硪粋€(gè)應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)。

PLC可復(fù)用代碼的優(yōu)勢(shì)

國(guó)際電工委yuan會(huì)（IEC）在1993年時(shí)就頒布了可編程控制器的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61131，其中的第三部分關(guān)于編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了可編程控制器的編程語(yǔ)言及其基本元素。舊的基于寄存器的系統(tǒng)和xinPLC系統(tǒng)之間的一個(gè)重要區(qū)別，就是能夠構(gòu)建可復(fù)用的代碼塊。支持平臺(tái)必須具備3個(gè)基本特征：

1.局部變量與全局變量?？蓮?fù)用代碼必須具有可適用于每個(gè)代碼實(shí)例的變量；在理想情況下，只需在原始代碼中定義一次數(shù)據(jù)格式。這意味著，不需要為每個(gè)實(shí)例或調(diào)用重新定義標(biāo)簽或符號(hào)。多次調(diào)用子例程，并更新程序中的地址，雖然這樣可以節(jié)省時(shí)間，但這實(shí)際上并不是真正的可復(fù)用代碼。

2.用戶自定義的數(shù)據(jù)類型（UDT）。創(chuàng)建UDT允許構(gòu)建結(jié)構(gòu)。從一個(gè)應(yīng)用程序?qū)С龅慕Y(jié)構(gòu)可以應(yīng)用到另一個(gè)程序中。它們?cè)试S使用通用術(shù)語(yǔ)來(lái)描述組件，如“速度”、“開(kāi)始”和“拒絕”。UDT不需要使用基于標(biāo)簽的系統(tǒng)，但是它們確實(shí)需要更有效的利用符號(hào)。

3.受保護(hù)的自保持程序塊。非常重要的是：代碼必須包含在允許變量輸入和輸出的程序塊中，并受到保護(hù)，這樣用戶就不能修改實(shí)例中的程序。如果修改，需要密碼或軟件密鑰。

利用滿足IEC標(biāo)準(zhǔn)要求的其它PLC語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)程序，也有助于使平臺(tái)功能更強(qiáng)大，代碼開(kāi)發(fā)速度更快。不管平臺(tái)是否使用具有局部變量或用戶定制指令的子例程，可復(fù)用代碼是快速創(chuàng)建功能強(qiáng)大程序的關(guān)鍵部分。許多平臺(tái)都允許使用復(fù)用代碼，并且每個(gè)平臺(tái)都有自己的方法。

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前幾天有個(gè)朋友問(wèn)了個(gè)有關(guān)于S7-1200PLC中的模擬量的轉(zhuǎn)換問(wèn)題，他跟我說(shuō)S7-300中有FC105和FC106用于做模擬量的轉(zhuǎn)換過(guò)程，S7-200 中也有scaling轉(zhuǎn)換庫(kù)指令，可以用于模擬的轉(zhuǎn)換。但在S7-1200中為什么就沒(méi)有相應(yīng)的庫(kù)去做轉(zhuǎn)換呢？

對(duì)于S7-1200的PLC來(lái)講，并沒(méi)有S7-300中使用到的FC105和FC106這兩個(gè)塊的，但是做法有要幾種，這里跟大家說(shuō)兩種方法：

（方法一）S7-1200中提供了兩條指令供大家使用，大家在使用者兩條指令時(shí)，就可以用于完成模擬量的轉(zhuǎn)換過(guò)程。（1）NORM_X：標(biāo)準(zhǔn)化  （2）SCALE_X：縮放

（1）NORM_X：標(biāo)準(zhǔn)化

“標(biāo)準(zhǔn)化”指令，通過(guò)將輸入 VALUE 中變量的值映射到線性標(biāo)尺對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。 可以使用參數(shù) MIN 和 MAX 定義范圍的限值。 輸出 OUT 中的結(jié)果經(jīng)過(guò)計(jì)算并存儲(chǔ)為浮點(diǎn)數(shù)，這取決于要標(biāo)準(zhǔn)化的值在該值范圍中的位置。 如果要標(biāo)準(zhǔn)化的值等于輸入 MIN 中的值，則輸出 OUT 將返回值“0.0”。 如果要標(biāo)準(zhǔn)化的值等于輸入 MAX 的值，則輸出 OUT 需返回值“1.0”。如果是用于模擬量的轉(zhuǎn)換，登封變頻柜，則MIN和MAX表示的就是我們模擬量模塊輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字量的范圍，而VALUE表示的就是我們的模擬量模塊的采用值。如下圖所示：

（2）SCALE_X：縮放

“縮放”指令，通過(guò)將輸入 VALUE 的值映射到指頂?shù)闹捣秶鷣?lái)對(duì)其進(jìn)行縮放。 當(dāng)執(zhí)行“縮放”指令時(shí)，輸入 VALUE 的浮點(diǎn)值會(huì)縮放到由參數(shù) MIN 和 MAX 定義的值范圍。 縮放結(jié)果為整數(shù)，存儲(chǔ)在 OUT 輸出中。

所以通過(guò)這兩個(gè)指令，我們就可以實(shí)現(xiàn)模擬量的轉(zhuǎn)換過(guò)程。如下圖所示：

（方法二） 可以自己通過(guò)轉(zhuǎn)換指令（CONVERT）及數(shù)學(xué)函數(shù)中的計(jì)算指令（CALCULATE），按照模擬量的轉(zhuǎn)換公式編寫(xiě)這個(gè)計(jì)算指令。

模擬量轉(zhuǎn)換公式：

編寫(xiě)計(jì)算公式時(shí)，首先定義好各個(gè)管腳所對(duì)應(yīng)的公式中的名稱，

IV：IN1

Ish：IN2

Isl：IN3

Osh：IN4

Osl：IN5

OV：OUT

在生產(chǎn)的指令上面輸入相應(yīng)的參數(shù)即可：

當(dāng)然在會(huì)用的過(guò)程中，也可以直接使用帶參數(shù)的FC按照模擬量的轉(zhuǎn)換公式去編寫(xiě)相應(yīng)的程序。若有不對(duì)之處請(qǐng)指正，謝謝

來(lái)源:我愛(ài)學(xué)PLC

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PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

一、 可編程序控制器(PLC)及編程器的選購(gòu)

二、輸入、輸出回路的設(shè)計(jì)

三、 擴(kuò)展模塊的選用

四、 PLC的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

五、 軟件編制