工控人生进阶篇之系统编程

    PLC编程&HMI组态对于每个工控人来说可谓是轻车熟路，但是这个过程却又是别有一番滋味挥之不去，久久不能忘怀。譬如指令、公式、参数都正确，外部没干扰，接线、开关也正常，但是设备就莫名其妙的会停下来，此种情况就属于程序编写上的漏洞。

    如何才能够提高程序的稳定性，减少程序的漏洞，让程序按照既定的规则（工艺）运行得无比顺畅呢？ 这就需要我们去按照一定的步骤，编写合理的运行机制，来量化编程这一过程。

STEP_Ⅰ、I/O分配-------合理的I/O分配是程序稳定的坚实基础。

          ★把功能一样的输入、输出归结在一起，如图：

这样做方便程序编写，查找方便，外部接线也不容易接错。

★如果点数允许的情况下，X0、X1、Y0、Y1预先空出来，留给需要高速计数和脉冲输出用。以备工艺上的变更。

★急停按钮，停止按钮，前进、后退、上升、下降这些极限限位，推荐外部接开关的常闭触点，程序里面用常开触点，这样的好处是，不会因为开关失灵，冲过限位，而造成机械设备损伤等意外。

★模拟量的选择是，优先选用电流型，现场实践证明，电流型比电压型抗干扰能力高80%。

★条件允许的情况下，优先选用模拟量类型去调控第三方控制器件，因为模拟量的响应速度要远远大于通信的响应速度。

STEP_Ⅱ、内存软元件规划-------稳定的程序离不开良好的软元件规划。

          相信大家会有这样的感觉，同样的工艺，有的程序看起来错综复杂，没有头绪，而有的程序看起来清爽无比，一目了然，这就是内存软元件合理规划的结果。       

一般来说我是这样分配的：

       ★D0~D10分配给触摸屏系统区使用，画面号写入，画面跳转，语言切换等。如图

 ★D20~D99分配给通讯，特殊模块的配置，和计算用的常数使用。如图

★其它需要运算的以偶数开头，用浮点数运算，这样既能提高运算精度，又能避免地址冲突和叠加，（维控全系列触摸屏支持浮点数设置和显示）。因为双整数运算乘法和除法存在余数问题，使用浮点运算就能避免这个问题。例如：D100~D999作为中间变量使用。

    ★在多轴控制系统中，建议每轴的运算存储寄存器也要区别开。

      例如:D1000~D1999分配给Y0使用。    D2000~D2999分配给Y1使用。

          D3000~D3999分配给Y2使用。    D4000~D4999分配给Y3使用。

★D6000~D7999分配给触摸屏上的数据设定和显示，并在注释里面加上字母H，表示这部分寄存器都是触摸屏上的。并且地址格式32位浮点双字，这样就避免和程序里面的寄存器冲突、占用等问题。

★位M元件的规划分配和数据寄存器D的规划分配同理，做到同区域连续使用，切勿乱序使用。

★建议地址规划的时候使用EXCEL表格规划好，然后在导入到PLC程序中。Wecon PLC Editor支持软元件注释的导入导出。

★元件注释触摸屏上用的加字母H，自动的加A，手动的加M，中间计算的变量标注个*星号，还有隐藏访问的也备注上*星号，这样在使用中，就能避免冲突叠加，也能方便后续的升级和查找。

★内存规划就象仓库划分区域一样，不同的区域存放不同的数据，不同的用途，划分不同的区域，做到有迹可循。

STEP_Ⅲ、参数计算部分编程------先乘后除，提高计算精度。

          ★建议所有的数据运算全部使用浮点运算，这样触摸屏上的参数显示和设置用统一的格式32位浮点数。

          ★触摸屏上的显示参数控件和设置参数控件用颜色加以区分，这样不会误导操作人员，也会避免不必要的麻烦。

            例如蓝底白字为显示控件，黄底蓝字为设置控件。

      ★做四则运算的时候，先乘后除，提高计算精度。运算公式，先进行精简，精简之后再拿到PLC里面来做程序。对于复杂的运算公式，鉴于PLC的梯形图实现起来不直观，可以放到触摸屏脚本里面来实现，计算完成之后，把结果再回传到PLC里面。维控全系列触摸屏提供强大丰富的脚本计算功能。

★先进行数据运算，运算完成之后再拿运算结果去进行比较，或者执行其它的动作输出。

STEP_Ⅳ、动作执行程序编程------安全、互锁、保护。

    ★第一编写紧急停止、停止、限位部分的程序，防止调试的时候，设备不能停下来，或者造成机械设备的损坏。

       首先要保证安全，想停止的时候，能停下来，其次才能进行其他部分程序的编写，一套没有安全保护机制的程序不是完善、完整的程序。

    ★第二进行手动部分程序的编写，方便机械部分调试的顺利进行。对于正反转的控制，不仅外部接线要进行电气的互锁，而且程序里面也要加上互锁部分。对于SET置位指令，要考虑是否用了锁存寄存器（断电保持型），在上电初始化的时候是否加上复位RST，以防设备突然启动，或者动作不按照预定动作执行。

    ★对于高速脉冲输出指令等使用，要先进行其脉冲频率、脉冲数量、加减速时间等参数的赋值，然后再启动高速脉冲指令。

    ★第三进行自动部分程序的编写，当手动部分的程序编写完善之后，自动部分的程序可谓是水到渠成。

      在此推进大家使用DECO指令去做自动部分的程序，该指令条理清晰，逻辑性强，后续增加、修改、删减动作方便快捷，故障查找也方便。详细使用说明，详见《维控编程手册》&Wecon PLC Editor软件帮助。

STEP_Ⅴ、整体程序优化------减轻PLC运行负荷，精简程序。

          ★PLC扫描周期的时间长短，对程序能否顺畅执行，起着至关重要的作用，在输出响应要求高的场合更能体现出来。相信大家都知道，总体来说PLC程序步骤越多，PLC的扫描周期时间越长，因此就需要我们去把整个程序进行优化。

          ★把程序优化成若干个子程序，基本数据的运算，手动部分的操作，配方的上传下载，在执行自动程序的时候，以上程序并不是必须要执行的，因此就能把他们切除掉。

需要说明的是，指令的扫描时间和指令的执行时间不是一个概念，只要指令在主程序里面，PLC都会去扫描他们，具体执行与否是要看指令前面是否导通、使能。

譬如,当M80导通的时候，PLC则会去执行后面的四条浮点除法运算指令。当M80不导通的时候，PLC则不会去执行后面的指令，但还是会去扫描他们，并不会跳转下去执行别的指令，当程序里面这种状况多的时候，还是会延长扫描周期的时间。

    所以整个程序就有了化繁为简的优化空间。

           ★以某一电子凸轮程序优化为案例，该程序总体有2099步，但在自动运行的时候，实际只有242步，PLC扫描周期0.2ms~0.5ms。

  ★优化要点如下：

      使用M8002初始化的参数，因为只执行一次，所以放在一个子程序里面，用作上电初始化。

P0初始化子程序

其中画面5和画面6分别是机械参数和工艺参数，由于设备在自动运行的时候，这两个画面的参数是不会去更改的，并且也增加了画面按钮互锁，在自动运行的时候，不允许修改。

其中画面寄存器是D90。

也就是说，当触摸屏在第五画面的时候，设备不在自动运行状态，PLC会去执行工艺参数（电子凸轮表格）的运算那部分程序。

当触摸屏在第六画面的时候，设备不在自动运行状态，PLC会去执行机械参数（手动）那部分程序。

    经过实际上机测试没有优化之前，因为有凸轮表格大量的计算，PLC的扫描周期为1.3ms~1.9ms。

    优化之后在设备自动运行的时候，实际程序只有242步，PLC的扫描周期为0.3ms~0.5ms，缩短了PLC的扫描周期时间，大大降低了PLC的运算负荷，同时也提高了设备运行的稳定性。

    工控人生路上的小伙伴们，你们准备好了吗？携手维控科技与您一起开创新的编程之路！