雖然可編程邏輯控制器（PLC）非常重要，但控制器內(nèi)部的編程也同樣重要，而且很容易被忽視。

可編程邏輯控制器（PLC）是許多生產(chǎn)制造運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)，可以執(zhí)行很多任務(wù)。雖然PLC非常重要，但控制器內(nèi)部的編程也同樣重要，而且很容易被忽視。Matrix Technologies公司的部門經(jīng)理Matt Fether談到了對(duì)PLC編程的一些見解，以及如何使編程更容易的技巧。

01

如何進(jìn)行PLC編程？

通常從項(xiàng)目定義階段開始，同時(shí)生成設(shè)計(jì)文檔。在項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中，如果控制系統(tǒng)的定義和文檔的編制都遵循項(xiàng)目程序，那么控制器的編程實(shí)際就是項(xiàng)目執(zhí)行的一個(gè)中間步驟，可以提供更有效的開發(fā)。使用可復(fù)用代碼、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象庫(kù)和復(fù)制工具，能夠進(jìn)一步提高開發(fā)效率。

在項(xiàng)目的整個(gè)編程階段，可使用測(cè)試程序進(jìn)行測(cè)試。如果需要在多個(gè)裝置上運(yùn)行，請(qǐng)先在單個(gè)裝置上運(yùn)行，并在部署到下一個(gè)裝置之前，對(duì)其進(jìn)行全面測(cè)試。

在開發(fā)過(guò)程中，使用復(fù)制工具不僅可以節(jié)省時(shí)間，還有助于消除程序開發(fā)時(shí)“誤操作”導(dǎo)致的問(wèn)題。

02

是否允許修改和更新？

開發(fā)的應(yīng)用程序應(yīng)易于最終用戶的理解。在系統(tǒng)集成項(xiàng)目結(jié)束時(shí)，開發(fā)或升級(jí)的應(yīng)用程序需要移交給客戶。最好能夠以經(jīng)常使用系統(tǒng)的人容易理解的方式開發(fā)應(yīng)用程序。

系統(tǒng)集成商應(yīng)該成為客戶的合作伙伴，而不是開發(fā)“專有”的應(yīng)用程序。在整個(gè)項(xiàng)目的生命周期內(nèi)，系統(tǒng)集成商應(yīng)與客戶合作進(jìn)行設(shè)計(jì)審查。這有助于確保客戶期望與系統(tǒng)集成商的設(shè)計(jì)之間的無(wú)縫銜接。

在開始編程之前，應(yīng)用程序的組織就應(yīng)該開始了。通常需要考慮多個(gè)因素，例如，應(yīng)用程序的控制對(duì)象，系統(tǒng)的大小和復(fù)雜性，項(xiàng)目是全新的還是對(duì)現(xiàn)有應(yīng)用的升級(jí)等。

同樣重要的是，與客戶深入討論，了解他們的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)和工廠區(qū)域，以便將其納入到應(yīng)用中。目標(biāo)是生成最終用戶可以輕松導(dǎo)航以定位特定設(shè)備的應(yīng)用程序。

在生產(chǎn)過(guò)程中，易于導(dǎo)航對(duì)于進(jìn)行故障排除尤為重要。因?yàn)椤笆崂鞵LC代碼”而導(dǎo)致工藝過(guò)程或設(shè)備的任何計(jì)劃外停機(jī)都可能會(huì)帶來(lái)收入損失。

03

代碼調(diào)試的專業(yè)知識(shí)

當(dāng)負(fù)責(zé)項(xiàng)目的自動(dòng)化工程人員精通代碼調(diào)試時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所開發(fā)應(yīng)用程序的定義、開發(fā)和調(diào)試。這需要對(duì)最初開發(fā)的程序進(jìn)行調(diào)試，以確保它們已經(jīng)做好準(zhǔn)備，可以進(jìn)行工廠驗(yàn)收測(cè)試（FAT）和項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，從而幫助客戶實(shí)施一個(gè)更高效、更成功的項(xiàng)目。

此圖展示的最近實(shí)施的批處理過(guò)程 PLC 代碼。它使用羅克韋爾自動(dòng)化的 Studio5000 Logix Designer 軟件，編程語(yǔ)言為梯形邏輯。

在編程的早期階段就開始使用全面的測(cè)試過(guò)程，有助于消除調(diào)試整個(gè)系統(tǒng)時(shí)的耗時(shí)工作，以及確保應(yīng)用程序的成功開發(fā)。

在某些復(fù)雜的情況下，項(xiàng)目最終內(nèi)部測(cè)試或現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試階段可能需要額外的資源。正確定義應(yīng)用程序并確保其組織合理，有助于實(shí)現(xiàn)近乎無(wú)縫的過(guò)渡。

在項(xiàng)目調(diào)試階段，可能會(huì)有未參與項(xiàng)目開發(fā)的人員介入進(jìn)來(lái)。雖然這并不理想，但只要遵循項(xiàng)目執(zhí)行流程并進(jìn)行徹底的交接，這些新人應(yīng)該可以很快接手。

04

編程語(yǔ)言的選擇

雖然有幾種不同的編程語(yǔ)言，但最常見的可能還是梯形邏輯。有些應(yīng)用程序使用結(jié)構(gòu)化文本編寫，而有些應(yīng)用使用功能塊。在向最初以結(jié)構(gòu)化文本編寫的現(xiàn)有PLC添加功能時(shí)，可以使用結(jié)構(gòu)化文本。

功能塊可用于某些任務(wù)，例如模擬輸入濾波或比例-積分-微分（PID）回路。然而，某些供應(yīng)商的軟件包可能需要特定許可才能使用功能塊編程。如果由于當(dāng)前軟件許可的限制，最終用戶無(wú)法訪問(wèn)，那么使用功能塊將會(huì)限制未來(lái)查看和修改程序的能力。

在系統(tǒng)投入運(yùn)行后，工程咨詢公司使用的編程語(yǔ)言應(yīng)易于對(duì)客戶提供支持。為最終用戶提供他們無(wú)法訪問(wèn)和維護(hù)的專有應(yīng)用程序反而會(huì)幫倒忙。應(yīng)用程序的最佳語(yǔ)言是在項(xiàng)目結(jié)束后客戶最滿意的語(yǔ)言。

05

標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

在開發(fā)可編程控制器應(yīng)用程序之前需要考慮幾個(gè)因素。最關(guān)鍵的是系統(tǒng)應(yīng)該如何架構(gòu)，以最適合當(dāng)前的需要，并允許不久后輕松擴(kuò)展的選項(xiàng)。

還應(yīng)考慮受控的工藝過(guò)程或設(shè)備,是否為它們選擇了正確的硬件和軟件包？如果被控制的系統(tǒng)是一條包裝線，是遵循OMAC PackML 模型還是使用客戶提供的模型？

在進(jìn)行任何開發(fā)之前，還需要考慮適用的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用程序是否遵循任何ISA標(biāo)準(zhǔn),例如用于批處理控制的 ISA-88 模型？我們是否會(huì)使用客戶提供或供應(yīng)商提供的任何全局對(duì)象嗎？諸如此類的問(wèn)題有助于提供對(duì)所需控制器內(nèi)存大小的洞察。

另一個(gè)需要考慮的重要因素是整體系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)。了解現(xiàn)有或潛在的新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將是什么樣子。例如，系統(tǒng)是否需要幾個(gè)通信模塊來(lái)運(yùn)行，同時(shí)提供穩(wěn)健和安全的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)？

此外，還應(yīng)考慮與制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任何潛在接口。這些系統(tǒng)是否需要任何標(biāo)簽結(jié)構(gòu)和命名，需要我們將其納入應(yīng)用程序中？這都是需要在開始編程前考慮的一些注意事項(xiàng)。

在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)確保編程符合應(yīng)用程序的當(dāng)前需求，并考慮到未來(lái)的可擴(kuò)展性。

關(guān)鍵概念：

■在項(xiàng)目定義階段開始對(duì) PLC 進(jìn)行編程，同時(shí)編制設(shè)計(jì)文件。

■PLC編程的方式應(yīng)便于最終用戶的理解，還應(yīng)考慮標(biāo)準(zhǔn)和具體應(yīng)用的需求。

審核編輯：劉清