【正文】 PLC能力接近飽和，一般應(yīng)留有30%左右容量。（2）存儲器容量估算用戶程序所需存儲容量不僅和PLC系統(tǒng)功能有關(guān)，而且還同功能實(shí)現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關(guān)，可以在I/O點(diǎn)數(shù)估算的基礎(chǔ)上計(jì)算對PLC存儲器容量的需求。一般應(yīng)用的一種經(jīng)驗(yàn)公式是：所需存儲器容量（KB）=（）（DI10+DO5+AI/0100）/1024其中，DI為數(shù)定量輸入總點(diǎn)數(shù) DO為數(shù)字量輸出總點(diǎn)數(shù) AI/O為模擬量I/O通道總數(shù)響應(yīng)速度PLC是為工業(yè)自動化而設(shè)計(jì)的通用控制器，不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要，如果要跨范圍使用PLC，或者應(yīng)用中的某些功能或信號有特別的速度要求時(shí)，確定PLC的型號就應(yīng)特別慎重。PLC的I/O能力，存儲器容量，響應(yīng)速度等是確定PLC具體型號時(shí)的技術(shù)必要條件 在選定PLC型號后，根據(jù)功能說明書要求可創(chuàng)建PLC配置圖，內(nèi)容包括：（1）每個(gè)PLC及其I/O站與過程或設(shè)備的相關(guān)位置一覽圖（2）CPU和I/O模塊的機(jī)械布置圖（3）每個(gè)CPU和I/O模塊（包括信號模塊編號、通信地址和I/O地址）電氣連接圖 第五章 程序設(shè)計(jì)5．1 引言 可編程序控制器程序設(shè)計(jì)兩大重要內(nèi)容是程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理的程序結(jié)構(gòu)與PLC內(nèi)存資源合理分配使用，不僅決定著應(yīng)用程序的編程質(zhì)量，而且對編程周期以及程序調(diào)試都有很大影響，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，對過程或設(shè)備的分解以及創(chuàng)建各項(xiàng)功能說明書，是程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)依據(jù)。5．2程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[6]STEP7不僅從不同層次充分支持合理的程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而且簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜程序。首先，一個(gè)復(fù)雜的自動化過程分解并定義為一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目（Project）,而每個(gè)項(xiàng)目,又可以進(jìn)一步分解并定義給一個(gè)或多個(gè)CPU,每個(gè)CPU有一個(gè)控制程序,這個(gè)樣一個(gè)很復(fù)雜的控制任務(wù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)被簡化為各個(gè)CPU程序的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),項(xiàng)目間各個(gè)CPU程序之間,能以某種方式聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)信息共享,如在S7協(xié)議支持下可用MPI網(wǎng)以全局?jǐn)?shù)據(jù)通信方式建立起聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目中各CPU共享信息。很典型情況是一個(gè)過程控制任務(wù)只有一個(gè)項(xiàng)目,該項(xiàng)目下也僅有一個(gè)CPU程序。其次,每一個(gè)CPU程序可依據(jù)時(shí)間特性或事件觸發(fā)特性差異分類編入不同的組織塊(OB)中,如固定時(shí)間間隔循環(huán)執(zhí)行的部分程序編入組織塊OB35中,PLC正常運(yùn)行進(jìn)行初始化程序編入組織塊OB100中,硬件觸發(fā)的中斷服務(wù)程序編入組織塊OB40中,程序執(zhí)行產(chǎn)生的同步錯(cuò)誤響應(yīng)處理程序編入OB121中,再者，對于各組織塊中的程序，可以根據(jù)其復(fù)雜性程序邏輯分別選用線性，分部或模塊化等三種形式中的一種程序結(jié)構(gòu)，由于組織塊OB1（主程序循環(huán)）中程序是應(yīng)用程序的主要的也是最復(fù)雜的部分。因此OB1中程序設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)是十分重要的。5．2．1 線性程序結(jié)構(gòu)用“線性”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的程序連續(xù)放置在一個(gè)塊內(nèi)（通常為OB1），塊中的程序按順序執(zhí)行，這一結(jié)構(gòu)是最初的PLC模擬的繼電器梯形邏輯的模型，線性程序具有簡單直接的特點(diǎn)，編程時(shí)，不必考慮功能塊如何編程及如何調(diào)用，不必考慮如何定義局部變量如何使用背景數(shù)據(jù)塊，由于所有的指令在一個(gè)塊內(nèi)適用編寫相對簡單的控制程序。5．2．2 分部程序結(jié)構(gòu)這是一種部分模塊化的程序結(jié)構(gòu)，也稱為部分結(jié)構(gòu)化，程序被分成各部分放在若干功能塊中，每個(gè)功能塊含有用于一種設(shè)備的一系列控制邏輯，放置在組織塊OB1中的指令決定控制程序的各功能塊的執(zhí)行，一個(gè)分部程序包含以下內(nèi)容：(1)用于控制設(shè)備每一部分的FC(2)用于控制設(shè)備每一工作狀態(tài)的FC(3)用于控制操作員接口的FC(4)用于進(jìn)行PLC自診斷的FC在分部程序中既無數(shù)據(jù)交換也沒有重復(fù)利用的程序代碼，各功能塊收集并使用自己的數(shù)據(jù)，功能塊不傳遞也不接收參數(shù)，功能塊編程與調(diào)用比較簡單，由于每個(gè)功能區(qū)分為不同的塊，使得多個(gè)程序能夠 同時(shí)編程而不發(fā)生沖突對不太復(fù)雜的控制程序要采用這種程序結(jié)構(gòu)。5．2．3 結(jié)構(gòu)化程序結(jié)構(gòu)完全結(jié)構(gòu)化（模塊化）的程序結(jié)構(gòu)是PLC程序設(shè)計(jì)和編程的最有效結(jié)構(gòu)形式，它可用于對復(fù)雜程度高，程序規(guī)模大的控制應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，“結(jié)構(gòu)化”程序可以重復(fù)使用某些功能塊，只需要在使用功能塊時(shí)為其提供不同的環(huán)境變量，就能完成對不同設(shè)備的控制。結(jié)構(gòu)化程序有最高編程和程序高度調(diào)試效率，應(yīng)用程序代碼量也最小，結(jié)構(gòu)化程序也支持多個(gè)程序員協(xié)同編程。5．3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)STEP7不僅從不同層次充分支持合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而且，簡化數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。首先，STEP7不但提供較多基本數(shù)據(jù)類型，還提供許多復(fù)雜合數(shù)據(jù)類型，如日期，時(shí)間，字符節(jié)，數(shù)組等豐富又實(shí)用數(shù)據(jù)類型靈活組合在一起構(gòu)成用戶自定義數(shù)據(jù)類型。其次，各種數(shù)據(jù)類型組合構(gòu)成數(shù)據(jù)塊。數(shù)據(jù)塊分為共享數(shù)據(jù)塊和專有數(shù)據(jù)塊（背景數(shù)據(jù)塊）數(shù)據(jù)塊的共享特性，使得各功能塊間能夠方便地交換信息。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在STEP7，實(shí)際以豐富的數(shù)據(jù)類型為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不同特性的數(shù)據(jù)塊的問題。這些數(shù)據(jù)塊劃分了數(shù)據(jù)的存儲空間。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)明確規(guī)定各種數(shù)據(jù)塊的特性、作用、編號，數(shù)據(jù)的存放格式等內(nèi)容，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也與程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接相關(guān)。5．4 編程[10]STEP7應(yīng)用程序的編程在對程序進(jìn)行程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，依據(jù)從底向上的方法進(jìn)行，即被調(diào)用的功能塊或數(shù)據(jù)塊首先建立，然后依次在更高層次上建立邏輯塊，直至所有塊全部建立。STEP7基本編程的步驟:（1）創(chuàng)建項(xiàng)目和用戶程序塊STEP7按項(xiàng)目，程序塊的層次管理用戶程序，由塊構(gòu)成CPU程序，CPU程序又組成一個(gè)項(xiàng)目，這是一個(gè)樹狀目錄結(jié)構(gòu)，STEP7要求用戶先創(chuàng)建項(xiàng)目名稱，再依次創(chuàng)建CPU程序名，然后創(chuàng)建CPU程序的塊名并確定塊的類型。當(dāng)塊名建立后，就可以輸入塊的內(nèi)容，STEP7是從上至下建立結(jié)構(gòu)，然后從下至上豐富完善內(nèi)容。（2）錄入程序以文本方式輸入程序（對語句表有效）或以增量方式輸入程序（3）分配符號地址符號地址可有效減少程序錯(cuò)誤并使程序易讀易懂，用STEP7的符號表建立符號地址，（4）配置PLC和設(shè)置參數(shù)STEP7用工具軟件改變模塊的配置參數(shù)（5）分配項(xiàng)目的全局?jǐn)?shù)據(jù)為全局?jǐn)?shù)據(jù)交換分配內(nèi)存（6）下載程序到CPU寫完CPU程序后，將其從編程器下載到PLC的內(nèi)存中（7）測試程序用STEP7提供的工具，在線測試程序功能（8）監(jiān)控CPU運(yùn)行狀態(tài)STEP7提供檢測PLC運(yùn)行狀態(tài)的工具編制PLC程序，不同程序員因?yàn)樗惴ú煌幊霾煌绦?，一般要遵循以下指?biāo)：(1)可靠性指標(biāo)；(2)簡潔性指標(biāo)；(3)可讀性指標(biāo)；(4)可測試性指標(biāo)；(5)可維護(hù)性指標(biāo)5．5 程序調(diào)試[6]PLC程序的調(diào)試一般經(jīng)過功能單元測試，功能總體測試等前期步驟和現(xiàn)場冷熱整調(diào)試等后期步驟，前期調(diào)試在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行是后期調(diào)試的基礎(chǔ)，由于實(shí)驗(yàn)室不可能為PLC系統(tǒng)誤差接入需要的大量過程I/O信號，因此需要采用模擬調(diào)試法。PLC程序調(diào)試時(shí)所需停息分三類：（1）程序運(yùn)算中產(chǎn)生的信號（2）操作人員輸入的信號（3）現(xiàn)場實(shí)際，狀態(tài)返回信號模擬調(diào)試的基本思想是：以方便的形式模擬產(chǎn)生第三類信號，為程序的運(yùn)行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。依據(jù)信號產(chǎn)生的方式不同，模擬調(diào)試兩種形式：（1）硬件模擬法：使用一些硬件設(shè)備，如用另一臺PLC模擬產(chǎn)生現(xiàn)場信號，并將這信號以硬接線方式連到PLC系統(tǒng)的輸入模塊中去，特點(diǎn)時(shí)效性強(qiáng)（2）軟件模擬法：在PLC中另外編寫一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場信號。特點(diǎn)簡便易行，但時(shí)效性不易保證。致 謝 在軟件的開發(fā)過程中，得到了謝婷老師的悉心指導(dǎo)，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)可以順利進(jìn)行。在此，忠心的感謝老師一直以來對我的幫助和關(guān)心。在老師和其他同學(xué)的幫助下，設(shè)計(jì)中遇到的問題都迎刃而解了，感謝你們！在這里我還要感謝評閱老師，在百忙中抽出時(shí)間來評閱我的論文，敬請老師提出寶貴意見！再一次感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中給予我支持和幫助的老師和同學(xué)。謝謝！參 考 文 獻(xiàn) SIMATIC S7300可編程序控制器具. 訂號: E2001K028C400V35D00、2001，：清華大學(xué)出版社，1994，可編程控制器—配置. 編程. 聯(lián)網(wǎng). 北京：中國勞動出版社，1998 SLMATIC S7300語句表編程. 訂號子: 6ES7 8104CA04——03——5D001008902144—08013, 可編程SLEMENS序控制器選擇設(shè)計(jì)與維護(hù) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 200鞏建平、張學(xué)編著, 現(xiàn)代可編程序控制器原理與應(yīng)用, 北京：科學(xué)出版社 1999: E2001H4850C400V15 D008. SLEMENS USER , 2001 9. 廖常初, PLC編程及應(yīng)用, 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2002, 可編程序控制器的編程方法與應(yīng)用, 重慶:重慶大學(xué)出版社 2001