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如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流plc编程思路【精品文档】第 23 页PLC编程算法(1)(2)(3)(转） 圈子类别：PLC PLC编程算法（1） PLC中无非就是三大量：开关量、模拟量、脉冲量。只在搞清楚三者之间的关系，你就能熟练的掌握PLC了。1、 开关量也称逻辑量，指仅有两个取值，0或1、ON或OFF。它是最常用的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC最基本的应用。关量控制的目的是，根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序，使PLC产生相应的开关量输出，以使系统能按一定的顺序工作。所以，有时也称其为顺序控制。而顺序控制又分为手动、半自动或自动。而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。这是用OMRON的开关量编写的一个“单按钮启停”程序。2、 模拟量是指一些连续变化的物理量，如电压、电流、压力、速度、流量等。PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的，可方便及可靠地用于开关量控制。由于模拟量可转换成数字量，数字量只是多位的开关量，故经转换后的模拟量，PLC也完全可以可靠的进行处理控制。由于连续的生产过程常有模拟量，所以模拟量控制有时也称过程控制。模拟量多是非电量，而PLC只能处理数字量、电量。所有要实现它们之间的转换要有传感器，把模拟量转换成数电量。如果这一电量不是标准的，还要经过变送器，把非标准的电量变成标准的电信号，如420mA、15V、010V等等。同时还要有模拟量输入单元（A/D），把这些标准的电信号变换成数字信号；模拟量输出单元（D/A），以把PLC处理后的数字量变换成模拟量标准的电信号。所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。例如：PLC模拟单元的分辨率是1/32767，对应的标准电量是010V，所要检测的是温度值0100。那么032767对应0100的温度值。然后计算出1所对应的数字量是327.67。如果想把温度值精确到0.1，把327.67/10即可。模拟量控制包括：反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。这些都是PLC内部数字量的计算过程。3、 脉冲量是其取值总是不断的在0（低电平）和1（高电平）之间交替变化的数字量。每秒钟脉冲交替变化的次数称为频率。 PLC脉冲量的控制目的主要是位置控制、运动控制、轨迹控制等。例如：脉冲数在角度控制中的应用。步进电机驱动器的细分是每圈10000，要求步进电机旋转90度。那么所要动作的脉冲数值=10000/（360/90）=2500。PLC编程算法（2）模拟量的计算1、 -1010V。-10V10V的电压时，在6000分辨率时被转换为F4480BB8Hex(-30003000)；12000分辨率时被转换为E8901770Hex(-60006000)。2、 010V。010V的电压时，在12000分辨率时被转换为01770Hex(06000)；12000分辨率时被转换为02EE0Hex(012000)。3、 020mA。020mA的电流时，在6000分辨率时被转换为01770Hex(06000)；12000分辨率时被转换为02EE0Hex(012000)。4、 420mA。420mA的电流时，在6000分辨率时被转换为01770Hex(06000)；12000分辨率时被转换为02EE0Hex(012000)。以上仅做简单的介绍，不同的PLC有不同的分辨率，并且您所测量物理量实现的量程不一样。计算结果可能有一定的差异。注：模拟输入的配线的要求1、使用屏蔽双绞线，但不连接屏蔽层。 2、当一个输入不使用的时候，将V IN 和COM端子短接。 3、模拟信号线与电源线隔离 (AC 电源线，高压线等)。 4、当电源线上有干扰时，在输入部分和电源单元之间安装一个虑波器。 5、确认正确的接线后，首先给CPU单元上电，然后再给负载上电。 6、断电时先切断负载的电源，然后再切断CPU的电源。PLC编程算法（3）脉冲量的计算脉冲量的控制多用于步进电机、伺服电机的角度控制、距离控制、位置控制等。以下是以步进电机为例来说明各控制方式。1、 步进电机的角度控制。首先要明确步进电机的细分数，然后确定步进电机转一圈所需要的总脉冲数。计算“角度百分比=设定角度/360°（即一圈）”“角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*角度百分比。”公式为：角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*（设定角度/360°）。2、 步进电机的距离控制。首先明确步进电机转一圈所需要的总脉冲数。然后确定步进电机滚轮直径，计算滚轮周长。计算每一脉冲运行距离。最后计算设定距离所要运行的脉冲数。公式为： 设定距离脉冲数=设定距离/（滚轮直径*3.14）/一圈总脉冲数3、 步进电机的位置控制就是角度控制与距离控制的综合。 以上只是简单的分析步进电机的控制方式，可能与实际有出入，仅供各位同仁参考。伺服电机的动作与步进电机的一样，但要考虑伺服电机的内部电子齿轮比与伺服电机的减速比。有些事情说起来比较简单，但实际应用就有难度了。请大家在实际的工作中领悟其中的道理10种经典的软件滤波方法1、限幅滤波法（又称程序判断滤波法） A、方法： 根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设为A） 每次检测到新值时判断： 如果本次值与上次值之差<=A,则本次值有效如果本次值与上次值之差>A,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值 B、优点： 能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰 C、缺点 无法抑制那种周期性的干扰 平滑度差 2、中位值滤波法 A、方法： 连续采样N次（N取奇数）把N次采样值按大小排列 取中间值为本次有效值 B、优点： 能有效克服因偶然因素引起的波动干扰对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果 C、缺点： 对流量、速度等快速变化的参数不宜3、算术平均滤波法 A、方法： 连续取N个采样值进行算术平均运算 N值较大时：信号平滑度较高，但灵敏度较低 N值较小时：信号平滑度较低，但灵敏度较高 N值的选取：一般流量，N=12；压力：N=4 B、优点： 适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波 这样信号的特点是有一个平均值，信号在某一数值范围附近上下波动 C、缺点： 对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用 比较浪费RAM 4、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法） A、方法： 把连续取N个采样值看成一个队列 队列的长度固定为N 每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据.(先进先出原则) 把队列中的N个数据进行算术平均运算,就可获得新的滤波结果 N值的选取：流量，N=12；压力：N=4；液面，N=412；温度，N=14 B、优点： 对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高 适用于高频振荡的系统 C、缺点：灵敏度低 对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差 不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差 不适用于脉冲干扰比较严重的场合 比较浪费RAM 5、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法） A、方法： 相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法” 连续采样N个数据，去掉一个最大值和一个最小值 然后计算N-2个数据的算术平均值 N值的选取：314 B、优点： 融合了两种滤波法的优点 对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差 C、缺点： 测量速度较慢，和算术平均滤波法一样 比较浪费RAM6、限幅平均滤波法 A、方法： 相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法” 每次采样到的新数据先进行限幅处理， 再送入队列进行递推平均滤波处理 B、优点： 融合了两种滤波法的优点 对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差 C、缺点： 比较浪费RAM7、一阶滞后滤波法 A、方法： 取a=01 本次滤波结果=（1-a）*本次采样值+a*上次滤波结果 B、优点： 对周期性干扰具有良好的抑制作用 适用于波动频率较高的场合 C、缺点： 相位滞后，灵敏度低 滞后程度取决于a值大小 不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号 8、加权递推平均滤波法 A、方法： 是对递推平均滤波法的改进，即不同时刻的数据加以不同的权 通常是，越接近现时刻的数据，权取得越大。 给予新采样值的权系数越大，则灵敏度越高，但信号平滑度越低 B、优点： 适用于有较大纯滞后时间常数的对象 和采样周期较短的系统 C、缺点：对于纯滞后时间常数较小，采样周期较长，变化缓慢的信号 不能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度，滤波效果差9、消抖滤波法 A、方法： 设置一个滤波计数器 将每次采样值与当前有效值比较： 如果采样值当前有效值，则计数器清零如果采样值<>当前有效值，则计数器+1，并判断计数器是否>=上限N(溢出) 如果计数器溢出,则将本次值替换当前有效值,并清计数器 B、优点： 对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果, 可避免在临界值附近控制器的反复开/关跳动或显示器上数值抖动 C、缺点： 对于快速变化的参数不宜 如果在计数器溢出的那一次采样到的值恰好是干扰值,则会将干扰值当作有效值导入系统10、限幅消抖滤波法 A、方法： 相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法” 先限幅,后消抖 B、优点： 继承了“限幅”和“消抖”的优点 改进了“消抖滤波法”中的某些缺陷,避免将干扰值导入系统 C、缺点：对于快速变化的参数不宜。变频器有哪些干扰方式及一般如何处理？A. 传播方式：（1）辐射干扰（2）传导干扰B. 抗干扰措施     对于通过辐射方式传播的干扰信号，主要通过布线以及对放射源和对被干扰的线路进行屏蔽的方式来削弱。     对于通过线路传播的干扰信号，主要通过在变频器输入输出侧加装滤波器，电抗器或磁环等方式来处理。     具体方法及注意事项如下：     （1）信号线与动力线要垂直交叉或分槽布线。     （2）不要采用不同金属的导线相互连接。     （3）屏蔽管（层）应可靠接地，并保证整个长度上连续可靠接地。     （4）信号电路中要使用双绞线屏蔽电缆。     （5）屏蔽层接地点尽量远离变频器，并与变频器接地点分开。     （6）磁环可以在变频器输入电源线和输出线上使用，具体方法为：输入线一起朝同一方向绕4圈，而输出线朝同一方向绕3圈即可。绕线时需注意，尽量将磁环靠近变频器。     （7）一般对被干扰设备仪器，均可采取屏蔽及其它抗干扰措施。可编程控制器梯形图的设计方法一、引言 可编程控制器是将继电器控制的概念和设计思想与计算机技术及微电子技术相结合而形成的 专门从事逻辑控制的微机系统。在PC系统应用中，梯形图的设计往往是最主要的问题。梯形图不但沿用和发展了电气控制技术，而且其功能和控制指令已远远超过电气控制范畴。它不仅可实现逻辑运算，还具有算术运算、数据处理、联网通信等功能，是具有工业控制指令的微机系统。由于梯形图的设计是计算机程序设计与电气控制设计思想结合的产物，因此，在设计方法上与计算机程序设计和电气控制设计既有着相同点，也有着不同点。本文对开关量控制系统梯形图的设计，提出了四种常用方法。 二、替代设计法 所谓替代设计法，就是用PC机的程序，替代原有的继电器逻辑控制电路。它的基本思想是： 将原有电气控制系统输入信号及输出信号做为PC的I/O点，原来由继电器接触器硬件完成的逻辑控制功能由PC机的软件梯形图及程序替代完成。 例如，电动机正反转控制电路，原电气控制线路图如图1所示。由PC控制替代后，其I/O接线 图和梯形图分别如图2、3所示。 500)this.width=500" border=0 dypop="按此在新窗口浏览图片"> 图1继电器控制线路图500)this.width=500" border=0 dypop="按此在新窗口浏览图片">图2PC I/O接线图500)this.width=500" border=0>图3PC梯形图 这种方法，其优点是程序设计方法简单，有现成的电气控制线路作依据，设计周期短。一般 在旧设备电气控制系统改造中，对于不太复杂的控制系统常采用。 三、逻辑代数设计法 由于电气控制线路与逻辑代数有一一对应的关系，因此对开关量的控制过程可用逻辑代数式 表示、分析和设计。 基本设计步骤如下： 1、根据控制要求列出逻辑代数表达式。 2、对逻辑代数式进行化简。 3、根据化简后的逻辑代数表达式画梯形图。 下面举一简单例子来具体说明。 某一电动机只有在三个按钮中任何一个或任何两个动作时，才能运转，而在其他任何情况下 都不运转，试设计其梯形图。 将电动机运行情况由PC输出点0500来控制，三个按钮分别对应PC输入地址为A、B、C。根据题意，三个按钮中任何一个动作，PC的输出点0500就有输出。其逻辑代数表达式为 500)this.width=500" border=0>当三个按钮中有任何两个动作时，输出点0500的逻辑代数表达式为500)this.width=500" border=0>因两个条件是“或”关系，所以电动机运行条件应该为500)this.width=500" border=0>简化该式得 <>500)this.width=500" border=0>根据逻辑代数表达式，画梯形图，如图4所示。500)this.width=500" border=0> 图4 利用这种方法设计，最大的特点是可以把很多的逻辑关系最简化。当然出于可靠和安全性角度考虑的冗余设计是另外一个问题。 四、程序流程图设计法 PC采用计算机控制技术，其程序设计同样可遵循软件工程设计方法，程序工作过程可用流程 图表示。由于PC的程序执行为循环扫描工作方式，因而与计算机程序框图不同点是，PC程序框图在进行输出刷新后，再重新开始输入扫描，循环执行。下面以全自动洗衣机控制为例，说明这种设计方法的应用。首先画出洗衣机工艺流程图，如图5所示。 500)this.width=500" border=0>图5洗衣机工艺流程图 第二步选择PC机型，设置I/O点编号。其I/O点编号分配如下：I/O点分配计时/计数器分配00起动开关 T600正转计时01停止开关 T601暂停计时02手动排水开关 T602反转计时03高水位开关 T603暂停计时04低水位开关 T604脱水计时20起动洗衣机 T605报警计时21进水 C606洗涤次数22正转洗涤 C607脱水次数23反转洗涤25排水26脱水27停止、报警第三步，根据流程图，设计梯形图，如图6所示图6洗衣机梯形图五、功能模块设计法 根据模块化设计思想，可对系统按控制功能进行模块划分，依次对各控制的功能模块设计梯 形图。例如，在PC电梯控制系统中，对电梯控制按功能可分为：厅门开关控制模块，选层控制模块，电梯运行控制模块，呼梯显示控制模块等。按电梯功能进 行梯形图设计，可使电梯相同功能的程序集中在一起，程序结构清晰，便于调试，还可以根 据需要灵活增加其他控制功能。当然，在设计中要注意模块之间的互相影响时、时序关系，以及联锁指令的使用条件。同一 种控制功能可有不同的软件实现方法，应根据具体情况采用简单实用的方案，并应充分利用 不同机型所提供的编程指令，使程序尽量简洁。 六、结束语 本文介绍了PC梯形图的四种设计方法，除此之外，还有其他一些方法，如经验法。在系统设 计中对不同的环节，可根据具体情况，采用不同的设计方法。通常在全局上采用程序框图及功能模块方法设计；在旧设备改造中，采用替代法设计；在局部或具体功能的程序设计上，采用逻辑代数法和经验法。第八节 信号控制双速电梯PLC程序1、编制PLC程序的步骤2、确定I/O接口点数及PLC选型3、绘制电路原理图和安装接线图4、编制PLC梯形图 （1）楼层控制回路 （2）指令、召唤信号的登记与消除 （3）自动定向回路 （4）启动关门与启动 （5）开关门回路 （6）基站锁梯 （7）上行、下行接触器，运行继电器 （8）停站触发与停站 （9）快车、慢车接触器，JK继电器 （10）1A、2A、3A、4A接触器 （11）蜂鸣器、结束     编制PLC电梯程序的步骤1 系统设计    根据确定电梯的拖动和控制方式及其它特殊要求，根据所在单位和个人条件，计算I/O点数和选择PC机的规格型号，并设计绘制电路原理图和安装接线图。2 设计PLC梯形图程序    采用PLC作为中间过程控制的电梯电气控制，在电路原理图和安装接线图设计绘制完成后，还必须设计绘制与电路原理图对应的PLC梯形图程序，梯形图程序是 PLC内各种软硬继电器的逻辑控制图，它的逻辑控制方式类似于中间过程控制继电器之间的逻辑控制电路图，因此它是PLC控制电气系统设计工作的重要环节之 一。设计梯形图程序时，应接PLC使用手册的方法，了解PLC的I/O接口分配、组合排列和代号，机内各种软继电器、数据区、通道代号，常用指令的编制规 则和代号等。    设计梯形图一般应遵守以下规则：    （1）I/O点和内部各种软继电器等的常开和常闭触点可多次重复使用。    （2）软继电器的线圈不能与左边的母线直接连接，应有过渡点。    （3）软继电器的右边不能再有接点。    （4）在一套梯形图中，相同代号的线圈不能重复出现。（用SET、RST指令外）    （5）PLC的输入输出点可当软继电器来使用。3、灌输程序    梯形图编制好后，必须灌输到PLC的存储器中方可运行。现在大家都有电脑，我们可以用编程软件把梯形图编好，用专用的电缆把电脑与PLC连接后，就可把程序写到PLC中去了。4、模拟运行    程序灌入PLC中之后，先要进行模拟运行。方法可用搭接线的办法模拟输入端的各种状态，观看输出信号是否达到设计要求。编程软件介绍    我们采用三菱FX系列的PLC，可以使用三菱FX系列PLC专用编程软件FxGP/WIN来编程。该软件可以采用三种方式来编程：（1）输入指令方式 （2）画梯形图方式  （3）SFC编程方式。利用一根专用电缆SC-09可以与PLC通信，达到灌输或读出程序的目的。而且可以在线监控运行中的PLC，观察PLC内部各种软继电器的动作状态,使用十分方便。 确定I/O接口点数、PLC选型    现在我们以编制一台3门3站的信号控制双速电梯为例，先根据控制要求计算所需要的I/O接口点数。1、输入接口：（1）安全回路（2）门锁（3）检修开关（4）上平层感应器（5）下平层感应器（6）向上按钮（7）向下按钮（8）关门按钮（9）开门按钮（10）上强迫减速限位（11）下强迫减速限位（12）消号按钮（13）锁梯钥匙（14）一楼楼层感应器（15）二楼楼层感应器（16）三楼楼层感应器（17）一楼指令按钮（18）二楼指令按钮（19）三楼指令按钮（20）一楼向上召唤按钮（21）二楼向上召唤按钮（22）二楼向下召唤按钮（23）三楼向下召唤按钮 2、输出接口（1）上行接触器（2）下行接触器（3）快车接触器（4）慢车接触器（5）一级加速接触器（6）一级减速接触器（7）二级减速接触器（8）三级减速接触器以上为一组：选用交流220V电压的接触器（9）开门继电器（10）关门继电器（11）JK继电器（12）蜂鸣器（13）向上方向显示（14）向下方向显示（15）一楼楼层显示（16）二楼楼层显示（17）三楼楼层显示（18）一楼指令显示（19）二楼指令显示（20）三楼指令显示（21）一楼上召唤显示（22）二楼上召唤显示（23）二楼下召唤显示（24）三楼下召唤显示以上合并为一组，选用交流24V电压电源    根据计算，输入共23点，输出共24点，我们可以选用FX2n-48MR的PLC来编制程序（输入输出各24点）。 绘制原理图及PLC安装接线图一、主回路