摘 要：本文主要介紹在PLC（200SMART）的應用中，如何編寫高效、易讀、穩(wěn)定的程序。通過遵循一定的設計流程，科學的程序結構，模塊化的編程思路;給予初學者明確的參考，并幫助其養(yǎng)成好的編程習慣，從而能盡快投入到實際工程項目的制作中。

關鍵詞：設計流程;程序結構;數(shù)據(jù)結構;功能塊

為了保證編寫的PLC程序高效、易讀、穩(wěn)定，并養(yǎng)成良好的編程習慣，本人總結出了一套流程，結合項目（水質檢測站控制系統(tǒng)以下簡稱水站系統(tǒng)）舉例與大家分享。

一、 分析設計任務

（一）建立輸入輸出表，包括以下內容

統(tǒng)計輸入信號，包括立今開關（如啟停按鈕、調速電阻、復位開關等）及設備傳感器（如溫度傳感器、壓力開關、液位開關、旋轉編碼器等）的數(shù)量及信號類型（如干結點、4～20mA模擬量、pt100熱電阻、高速計數(shù)脈沖或是RS485通信等）。

整理出系統(tǒng)中有哪些執(zhí)行機構（如電機、閥門、氣缸等）;其控制方式是什么（如開關，啟停，正反轉，模擬量調速，脈沖定位等）;還有其信號類型（如DC開關量，4～20mA模擬量，高速脈沖等）及所用點數(shù)（如電機正反轉就需要兩個輸出點，而步進電機控制則至少需要啟停、脈沖、方向、保持，共4個輸出點，且脈沖端必須用晶體管高速端口。）

表1列出了水站項目中有代表性的主要輸入輸出。

（二）分析系統(tǒng)的工藝要求

輸入輸出之間哪些有邏輯關系（如直接控制、互鎖、復位、信號判斷、開環(huán)或閉環(huán)回路等）。完全理解系統(tǒng)的工藝步驟，將其分解為一個個相對獨立的功能塊，明確并簡化其塊與塊之間的對接關系或是觸發(fā)條件（這一步非常重要，是成敗的關建，這一步反復推敲）。

理清楚上述內容后可著手電氣原理圖的設計，這個過程中會仔細考慮通過外部電路、軟件編程各自實現(xiàn)那些功能，進一步理清設計思路完善輸入輸出規(guī)格表。電氣原理圖的設計此處不做詳細描述。

下面以水站項目為例說明：

水站工藝條件：

以水質分析儀可以穩(wěn)定準確測量現(xiàn)場水樣為中心。按照客戶要求及行業(yè)標準控制采樣水泵及相關閥門，實現(xiàn)定時或連續(xù)的給水質分析儀器供樣。

水質分析儀的測量方式分為兩類。其一，不間斷連續(xù)測量，例如水質五參數(shù)（水溫、濁度、電導率、pH、溶解氧）傳感器;其二，間斷定時觸發(fā)測量，例如CODMn、TOC、氨氮、總磷、總氮等。

水站控制主要功能：

1. 傳感器信號檢測判斷：如機房、機柜溫濕度、煙霧檢測判斷及箱體液位、管道壓力檢測判斷。

2. 電源保護：系統(tǒng)上電時檢測市電正常則允許分析儀表電源開啟。當市電缺失時，禁止觸發(fā)分析儀器測量動作。

3. 系統(tǒng)維護模式下對設備的操作控制：包括執(zhí)行機構單獨啟停動作，及具有完整功能的連貫流程（例如：清洗流程、一鍵測量）

4. 自動測量：此為設備默認工作模式，可選擇定時循環(huán)、整點工作、外部觸發(fā)（本地接點、遠程通信）等多種方式。

二、 編程準備

（一）設計程序結構

規(guī)劃好程序結構可以有效節(jié)約系統(tǒng)資源，方便后期維護。

如圖1所示，OB1為主程序為必需循環(huán)執(zhí)行的單元，其中有條件的調用四個子程序。SBR100中嵌入的子程序為必需循環(huán)執(zhí)行的功能，以功能分類進一步建立子程序。SBR101中的每個子程序（SBR40、SBR41等）對應一組完整功能的自動流程，該功能用于設備維護、調試時相當實用，重要的是此處的子程序可作為功能包再自動流程SBR102中不斷地調用。實際上SBR102做的就是把SBR40、SBR41等按照工藝要求進行組合。這里的注意點有以下幾個方面。

1. 每個子程序的起始與結束必須用寄存器做明確的標識。

2. 如若多個功能程序涉及公共的寄存器，則要確保每次只有唯一的在執(zhí)行;需要多個同時工作時可考慮使用局部變量或不同的數(shù)據(jù)寄存器作為數(shù)據(jù)背景。

（二）規(guī)劃數(shù)據(jù)分布區(qū)

輸入輸出地址是固定的，而其他可能用到的寄存器格式多樣，數(shù)據(jù)量大;特別是在邏輯復雜的應用中可能出現(xiàn)地址重疊、檢查困難的現(xiàn)象。因而對寄存器的地址池做分區(qū)規(guī)劃非常必要的。

下面是我常用的幾個表格，主要對寄存器的分布進行規(guī)劃，明確用于HMI顯示編輯的參數(shù)，對重要的、信息復雜的寄存器詳細標注，并確定其對應的功能等級。

（三）建立符號表

將用到的所有寄存器都用易讀的名稱為其定義，對與重復功能的單元可以采用xx1、xx2、yy1、yy2的定義方法，如此可大大地提高編寫效率。

（四）編寫主要控制功能的流程圖

在具體編寫程序前對每個主要功能先繪制邏輯流程圖，這有利于與客戶及同事之間實現(xiàn)高效溝通，可避免后續(xù)的重復工作。流程圖有通用的格式，此處做不列舉

三、 結語

PLC編程是靈活性極大的工作，特別是用西門子系列的產品。雖然SMART是小型機，但是不同的人在不同行業(yè)中應用時都會呈現(xiàn)不同的風格。本文給初學者提供一些參考，建議根據(jù)個人習慣總結行業(yè)規(guī)律，使用子程序創(chuàng)建功能塊，并將其一部分轉換為標準庫隨時調用。

參考文獻：

[1]向曉漢.S7-200 SMART PLC完全精通教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.

[2]廖常初.“S7-200 SMART PLC”講座 第1講：S7-200 SMART的編程軟件[J].電世界，2015（6）：40-42.

作者簡介：

何銀棟，南京杰思爾工程設備有限公司。