PLC程序設(shè)計(jì)常用的方法主要有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法、邏輯設(shè)計(jì)法、順序控制設(shè)計(jì)法等。
1. 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法即在一些典型的控制電路程序的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控制對(duì)象的具體要求，進(jìn)行選擇組合，并多次反復(fù)調(diào)試和修改梯形圖，有時(shí)需增加一些輔助觸點(diǎn)和中間編程環(huán)節(jié)，才能達(dá)到控制要求。這種方法沒有規(guī)律可遵循，設(shè)計(jì)所用的時(shí)間和設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很大的關(guān)系，所以稱為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法用于較簡(jiǎn)單的梯形圖設(shè)計(jì)。應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法必須熟記一些典型的控制電路，如起保停電路、脈沖發(fā)生電路等，這些電路在前面的章節(jié)中已經(jīng)介紹過。
2. 繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法
繼電器接觸器控制系統(tǒng)經(jīng)過長(zhǎng)期的使用，已有一套能完成系統(tǒng)要求的控制功能并經(jīng)過驗(yàn)證的控制電路圖，而PLC控制的梯形圖和繼電器接觸器控制電路圖很相似，因此可以直接將經(jīng)過驗(yàn)證的繼電器接觸器控制電路圖轉(zhuǎn)換成梯形圖。主要步驟如下：
（1）熟悉現(xiàn)有的繼電器控制線路。
（2）對(duì)照PLC的I/O端子接線圖，將繼電器電路圖上的被控器件（如接觸器線圈、指示燈、電磁閥等）換成接線圖上對(duì)應(yīng)的輸出點(diǎn)的編號(hào)，將電路圖上的輸入裝置（如傳感器、按鈕開關(guān)、行程開關(guān)等）觸點(diǎn)都換成對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)的編號(hào)。
（3）將繼電器電路圖中的中間繼電器、定時(shí)器，用PLC的輔助繼電器、定時(shí)器來代替。
（4）畫出全部梯形圖，并予以簡(jiǎn)化和修改。
這種方法對(duì)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)是可行的，比較方便，但較復(fù)雜的控制電路，就不適用了。
【例7-1】圖7-1為電動(dòng)機(jī)Y/△減壓起動(dòng)控制主電路和電氣控制的原理圖。
（1）工作原理如下：按下啟動(dòng)按鈕SB2,KM1、KM3、KT通電并自保，電動(dòng)機(jī)接成Y型起動(dòng)，2s后，KT動(dòng)作，使KM3斷電，KM2通電吸合，電動(dòng)機(jī)接成△型運(yùn)行。按下停止按扭SB1，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。
（2）I/O分配
輸入 輸出
停止按鈕SB1：I0.0 KM1：Q0.0 KM2： Q0.1
起動(dòng)按鈕SB2：I0.1 KM3：Q0.2
過載保護(hù)FR： I0.2
（3）梯形圖程序
轉(zhuǎn)換后的梯形圖程序如圖7-2所示。按照梯形圖語言中的語法規(guī)定簡(jiǎn)化和修改梯形圖。為了簡(jiǎn)化電路，當(dāng)多個(gè)線圈都受某一串并聯(lián)電路控制時(shí)，可在梯形圖中設(shè)置該電路控制的存儲(chǔ)器的位，如M0.0。簡(jiǎn)化后的程序如圖7-3所示。
圖7-2 例1梯形圖程序
3. 邏輯設(shè)計(jì)法
邏輯設(shè)計(jì)法是以布爾代數(shù)為理論基礎(chǔ)，根據(jù)生產(chǎn)過程中各工步之間的各個(gè)檢測(cè)元件（如行程開關(guān)、傳感器等）狀態(tài)的變化，列出檢測(cè)元件的狀態(tài)表，確定所需的中間記憶元件，再列出各執(zhí)行元件的工序表，然后寫出檢測(cè)元件、中間記憶元件和執(zhí)行元件的邏輯表達(dá)式，再轉(zhuǎn)換成梯形圖。該方法在單一的條件控制系統(tǒng)中，非常好用，相當(dāng)于組合邏輯電路，但和時(shí)間有關(guān)的控制系統(tǒng)中，就很復(fù)雜。
下面將介紹一個(gè)交通信號(hào)燈的控制電路。
【例7-2】用PLC構(gòu)成交通燈控制系統(tǒng)。
（1）控制要求：如圖7-4所示，起動(dòng)后，南北紅燈亮并維持25s。在南北紅燈亮的同時(shí)，東西綠燈也亮，1s后，東西車燈即甲亮。到20s時(shí)，東西綠燈閃亮，3s后熄滅，在東西綠燈熄滅后東西黃燈亮，同時(shí)甲滅。黃燈亮2s后滅東西紅燈亮。與此同時(shí)，南北紅燈滅，南北綠燈亮。1s后，南北車燈即乙亮。南北綠燈亮了25s后閃亮，3s后熄滅，同時(shí)乙滅，黃燈亮2s后熄滅，南北紅燈亮，東西綠燈亮，循環(huán)。
（2）I/O分配
輸入 輸出
起動(dòng)按鈕：I0.0 南北紅燈：Q0.0 東西紅燈：Q0.3
南北黃燈：Q0.1 東西黃燈：Q0.4
南北綠燈：Q0.2 東西綠燈：Q0.5
南北車燈：Q0.6 東西車燈：Q0.7
（3）程序設(shè)計(jì)
根據(jù)控制要求首先畫出十字路口交通信號(hào)燈的時(shí)序圖，如圖7-5所示。
根據(jù)十字路口交通信號(hào)燈的時(shí)序圖，用基本邏輯指令設(shè)計(jì)的信號(hào)燈控制的梯形圖如圖7-6所示。分析如下：
首先，找出南北方向和東西方向燈的關(guān)系：南北紅燈亮（滅）的時(shí)間=東西紅燈滅（亮）的時(shí)間，南北紅燈亮25S（T37計(jì)時(shí)）后，東西紅燈亮30S（T41計(jì)時(shí)）后。
其次，找出東西方向的燈的關(guān)系：東西紅燈亮30S后滅（T41復(fù)位）→東西綠燈平光亮20S（T43計(jì)時(shí)）后→東西綠燈閃光3S（T44計(jì)時(shí)）后，綠燈滅→東西黃燈亮2S（T42計(jì)時(shí)）。
再其次，找出南北向燈的關(guān)系：南北紅燈亮25S（T37計(jì)時(shí)）后滅→南北綠燈平光25S（T38計(jì)時(shí)）后→南北綠燈閃光3S（T39計(jì)時(shí)）后，綠燈滅→南北黃燈亮2S（T40計(jì)時(shí)）。
最后找出車燈的時(shí)序關(guān)系：東西車燈是在南北紅燈亮后開始延時(shí)（T49計(jì)時(shí)）1S后，東西車燈亮，直至東西綠燈閃光滅（T44延時(shí)到）；南北車燈是在東西紅燈亮后開始延時(shí)（T50計(jì)時(shí)）1S后，南北車燈亮，直至南北綠燈閃光滅（T39延時(shí)到）。
根據(jù)上述分析列出各燈的輸出控制表達(dá)式：
圖7-6 基本邏輯指令設(shè)計(jì)的信號(hào)燈控制的梯形圖
東西紅燈：Q0.3=T37 南北紅燈Q0.0=M0.0・T37
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東西綠燈：Q0.5=Q0.0・T43+T43・T44・T59 南北綠燈Q0.2=Q0.3・T38+T38・T39・T59
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東西黃燈：Q0.4=T44・T42 南北黃燈Q0.1=T39・T40
東西車燈：Q0.7=T49・T44 南北車燈Q0.6=T50・T39
4. 順序控制設(shè)計(jì)法
根據(jù)功能流程圖，以步為核心，從起始步開始一步一步地設(shè)計(jì)下去，直至完成。此法的關(guān)鍵是畫出功能流程圖。首先將被控制對(duì)象的工作過程按輸出狀態(tài)的變化分為若干步，并指出工步之間的轉(zhuǎn)換條件和每個(gè)工步的控制對(duì)象。這種工藝流程圖集中了工作的全部信息。在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，可以用中間繼電器M來記憶工步，一步一步地順序進(jìn)行，也可以用順序控制指令來實(shí)現(xiàn)。下面將詳細(xì)介紹功能流程圖的種類及編程方法。
（1）單流程及編程方法
功能流程圖的單流程結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，如圖7-7所示，其特點(diǎn)是：每一步后面只有一個(gè)轉(zhuǎn)換，每個(gè)轉(zhuǎn)換后面只有一步。各個(gè)工步按順序執(zhí)行，上一工步執(zhí)行結(jié)束，轉(zhuǎn)換條件成立，立即開通下一工步，同時(shí)關(guān)斷上一工步。用順序控制指令來實(shí)現(xiàn)功能流程圖的編程方法，在前面的章節(jié)已經(jīng)介紹過了，在這里將重點(diǎn)介紹用中間繼電器M來記憶工步的編程方法。
在圖7-7中，當(dāng)n-1為活動(dòng)步時(shí)，轉(zhuǎn)換條件b成立，則轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)，n步變?yōu)榛顒?dòng)步，同時(shí)n-1步關(guān)斷。由此可見，第n步成為活動(dòng)步的條件是：Xn-1=1，b=1；第n步關(guān)斷的條件只有一個(gè)Xn+1=1。用邏輯表達(dá)式表示功能流程圖的第n步開通和關(guān)斷條件為：
式中等號(hào)左邊的Xn為第n步的狀態(tài)，等號(hào)右邊Xn+1表示關(guān)斷第n步的條件，Xn表示自保持信號(hào)，b表示轉(zhuǎn)換條件。
【例7-3】根據(jù)圖7-8所示的功能流程圖，設(shè)計(jì)出梯形圖程序。將結(jié)合本例介紹常用的編程方法。
1使用起保停電路模式的編程方法
在梯形圖中，為了實(shí)現(xiàn)前級(jí)步為活動(dòng)步且轉(zhuǎn)換條件成立時(shí)，才能進(jìn)行步的轉(zhuǎn)換，總是將代表前級(jí)步的中間繼電器的常開接點(diǎn)與轉(zhuǎn)換條件對(duì)應(yīng)的接點(diǎn)串聯(lián)，作為代表后續(xù)步的中間繼電器得電的條件。當(dāng)后續(xù)步被激活，應(yīng)將前級(jí)步關(guān)斷，所以用代表后續(xù)步的中間繼電器常閉接點(diǎn)串在前級(jí)步的電路中。
如圖7-8所示的功能流程圖，對(duì)應(yīng)的狀態(tài)邏輯關(guān)系為：
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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