西門子模塊6ES7141-4BF00-0AA0

時間：2023-09-06

SIMATIC DP， ET 200 PRO 的電子模塊 8 DI 24V DC，模塊診斷; 包括總線模塊，接口模塊 IO 6ES7194-4..00-0AA0 單獨訂貨

西門子PLC工程師基礎用戶程序設計

1.程序設計前期準備工作

在正式進行用戶程序設計前，首先要做一些前期準備工作，包括繪制IO分配表，繪出PLC配線圖，畫出全部控制系統的電氣原理圖。

PLC用戶程序的設計方法很多，除了上面所介紹的轉換技術法外，比較通用的是程序流程圖設計法，其他還有組合邏輯控制設計法，步進順控設計法和經驗設計法等。但這些方法都具有一定的局限性，程序設計因人而異，即使采用同一種編程方法，所設計的用戶程序也會相差很大。因此，初學者追求的是有自己的思路，根據自己的思路所設計的程序完**滿足控制要求，不要去追求什么程序設計技巧、較優(yōu)程序，等等。

2.程序設計的算法和程序流程圖設計法

什么是算法，算法就是解決問題的思路。不管是工程控制還是數據處理，在設計程序前，總是要對問題進行分析，并找出解決問題的方法步驟，這個方法步驟就是算法。例如，黑板上有十個數，要找出較大值，有人說我一眼就看出某數是較大的數，這個“一眼看出”不是算法。有人說我是一個數一個數進行比較，比較時總是保留大的數，舍去小的數，最后那個數就是較大的數，這種一一比較的方法就是算法。因此，在PLC 程序設計中(其他程序設計也一樣)，算法不但是一種思路，還應該是解決問題的具體步驟，而PLC程序則是應用指令完成算法的具體體現和成果。所以，一般來說，設計程序前先要思考算法，正如寫文章前先要構想文章的大綱一樣。

算法是解決問題的思路，不同的人可能思路會不完全相同。也就說，一個問題的思路可能有多種，形成的算法也會有多種。同一個問題有多種算法，有多種程序設計都是正常的，不要輕易說別人設計的程序不對。

一個問題可以有多種算法，但這多種算法還是可以比較的，比較的標準涉及對算法進行評價和優(yōu)化的問題。具體來說，一個算法如果使用較少的硬件資源，執(zhí)行時間較短，這種算法就較好。

PLC 是解決實際控制任務的，而針對控制任務的算法是解決問題的前提，可以說，對PLC的硬件知識，編程知識的學習都是有限的，而對算法的學習則是無形的、無限的。算法不但涉及PLC知識，還涉及控制任務的相關工藝工程知識、大量的數學、物理等專業(yè)基礎知識，試想一個連方程是什么都不知道的人，能有解一次方程的算法嗎?

有了算法，還必須用PLC指令編寫成PLC程序。在編寫程序前，首先要把算法表示出來。

算法的表示方法很多，較重要的是表達方式能表示算法的步驟，以便程序設計時，能很快地根據算法的步驟編寫出程序。這里介紹一種常用的算法表示方法——程序流程圖。在**語言里，程序流程圖又叫程序框圖，用框圖來表示執(zhí)行的內容和程序的流轉，用帶頭的連線表示程序執(zhí)行的步驟和流程。圖5.5-1 表示了程序流程圖中的兩種組成圖框——運算框和轉移框。

圖5.5-1 程序流程框圖

運算框表示算法在該步驟要執(zhí)行的內容，轉移框則表示程序到這一步要根據框中所表示的運算進行程序轉移。如圖中若A>B則轉向Y，A≤B則轉向N。連線頭表示算法的步驟流程，每一個算法都可以先畫出由運算框和轉移框所組成的程序框圖，然后，根據程序框圖選用適當的指令編制出梯形圖程序。

3.組合邏輯控制設計法

邏輯設計法是將數字電子技術中的數字電路邏輯設計方法移植到PLC梯形圖程序設計中。梯形圖和繼電控制線路一樣，其輸出線圈和輸入觸點均是只有兩種狀態(tài)的元件，因此，用變量取值為“0”和“1”的邏輯代數也完全適用于PLC梯形圖的設計。這就是梯形圖邏輯設計法的依據。邏輯設計法有很大的局限性，它僅適用于組合邏輯控制系統。

什么是組合邏輯控制當邏輯控制的輸出狀態(tài)僅僅取決于輸入的當前值狀態(tài)，而與輸入、輸出的以前狀態(tài)無關的邏輯控制稱為組合邏輯控制。組合邏輯控制的特點是輸出狀態(tài)僅與當前輸入狀態(tài)有關，其結果是一的，且其轉換馬上實現。其邏輯表達式簡單易懂，根據邏輯表達式可直接設計出梯形圖，邏輯設計法不適用于時序邏輯控制。

組合邏輯控制設計方法的步驟：

(1)根據控制要求，明確哪些是輸出變量，哪些是輸入變量。

(2)根據控制要求，繪制輸入、輸出關系的真值表。真值表必須考慮輸入變量的全部狀態(tài)組合。

(3)根據真值表寫出輸出與輸入關系之邏輯代數表達式。

(4)根據邏輯代數表達式直接設計梯形圖程序。

可以看出，這種設計法的另一個局限是必須掌握一定的數字電路和邏輯代數知識，這對于沒有系統學習過這些知識的人員來說，有一定的困難。

4. 步進順序控制設計法

在工業(yè)控制中，除了模擬量控制之外，大部分控制都是一種順序控制。所謂順序控制，就是按照生產預先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據內部狀態(tài)和時間的順序，在生產過程中各個執(zhí)行機構自動、有序地進行操作。

將邏輯控制看成順序控制的基本思路邏輯控制系統在一定的時間內只能完成一定的控制任務。這樣，就可以把一個工作周期內的控制任務劃分成若干個時間連續(xù)、順序相連的工作段，而在某個工作段，只關心該工作段的控制任務和什么情況下該工作段結束，然后轉移到下一個工作段就行了。

三菱FX系列PLC專門為順序控制開發(fā)了步進指令STL，利用步進指令STL可以非常方便地設計順序控制程序。在本書*6章專門對 STL 步進指令順序控制程序進行了詳細講解，這里不再闡述。

步進順序控設計法的優(yōu)點程序設計思路非常清晰、容易理解和掌握，不需要過多過深的知識。對初學者來說，是較容易接受、學習和掌握的梯形圖程序設計方法。

5.經驗法

經驗設計法是指用設計繼電控制電氣原理圖的經驗方法來設計比較簡單的開關量邏輯控制梯形圖，即在掌握一些基本環(huán)節(jié)設計的基礎上，充分理解實際的控制要求，將實際控制要求分解為各個基本環(huán)節(jié)所能解決的小任務，然后，根據控制要求不斷地修改自己的設計，直到達到符合控制要求的梯形圖為止。這就如同小學生作文，先閱讀優(yōu)秀范文，再**文寫作，最后達到獨立寫作的目的。學習PLC程序設計也一樣，可以先盡可能多地收集一些典型的小程序加以學習，然后模編寫或對典型程序加以改動后移植到自己的程序中，最后經過不斷修改變成自己獨立完成的程序。

經驗法沒有普通的規(guī)律可循，設計所用的時間、設計質量均與設計者經驗有很大的關系，具有很大的試探性和隨意性，所設計的程序是因人而異，不具有一性。經驗法是初學者特別是電工技術人員學習PLC程序設計比較好的切入點。經驗法要求設計者對基本設計環(huán)節(jié)(啟保停、延時、自鎖、連鎖與互鎖等)能夠理解、掌握和運用。經驗法的另一個特點是程序可能要經過多次反復調試、修改才能完成，而實際上這種反復調試修改也給設計者積累了經驗。

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