1 引言

    可編程控制器PLC因其操作簡單、性能可靠而得到廣泛使用。各種類型的可編程控制器充斥著市場。作為可編程控制器系統(tǒng)的設(shè)計者來說，面對不同型號的PLC控制器要進行不同的設(shè)計。系統(tǒng)的整體設(shè)計和硬件設(shè)計隨控制器型號的變化通常只需做很小的改動，甚至根本不必作出修改。但是對于程序設(shè)計部分來說，改動結(jié)果往往是面目全非。有時還不如根據(jù)新的控制器型號重新設(shè)計。雖然可編程控制器程序相對于各種大型計算機應(yīng)用軟件來說要簡單得多，但是應(yīng)用軟件設(shè)計中遇到的問題在可編程控制器程序設(shè)計中也同樣存在，如：交流問題、需求不斷變化及軟件復(fù)用等問題。面向?qū)ο蠹夹g(shù)正是解決這些問題的方法。本文首先總結(jié)幾個常用的設(shè)計方法，然后提出一種面向?qū)ο蟮目删幊炭刂破鞒绦蛟O(shè)計方法。

2 常用方法介紹

1．組合邏輯函數(shù)法

    可編程控制器是隨傳統(tǒng)繼電器邏輯的發(fā)展而誕生的。電氣控制線路與邏輯代數(shù)有一一對應(yīng)的關(guān)系。具體設(shè)計時是首先根據(jù)控制要求列出邏輯代數(shù)表達式，然后對邏輯代數(shù)進行化簡，最后根據(jù)化簡后的邏輯代數(shù)表達式畫出梯形圖，得出程序。此種方法簡單直觀。程序經(jīng)化簡后而得，顯得非常精練。對于那些對電氣控制線路熟悉的設(shè)計人員來說，容易接受這種設(shè)計方法。 但是，換個角度來說，程序化簡后系統(tǒng)的冗余性和安全性不好體現(xiàn)。精練的程序使得調(diào)試時很難判斷出問題的確切位置，并且程序很小的變化往往涉及全盤變動。另外，邏輯代數(shù)只適用于系統(tǒng)開關(guān)量的設(shè)計，模擬量需求助于其它的方法。然而，一個系統(tǒng)的開關(guān)量和模擬量設(shè)計往往是緊密結(jié)合不可分的。

2．功能轉(zhuǎn)移圖法

    這是一種順序控制系統(tǒng)的圖解表示法。適用于處理順序、隨機等類型的問題。此種方法就象制造工廠的流水線，干完一道工序才能進行下一道工序，直至最后整個工藝流程結(jié)束。系統(tǒng)在設(shè)計時，首先按控制要求劃分出一個個功能塊，然后根據(jù)工藝流程將各個功能塊進行排序，最后整合成滿足用戶需求的系統(tǒng)。很顯然，在利用這種方法編制的程序中每個功能塊只與前后功能塊有接口，之間僅僅存在功能轉(zhuǎn)移的關(guān)系。對于柔性制造系統(tǒng)，它的各個組成元素需并行運行，協(xié)同動作，對資源并具有競爭性。前兩種方法都是無法滿足這種要求的。

3．Petri網(wǎng)分析法

    用Petri網(wǎng)描述的系統(tǒng)有一個共同的特征：系統(tǒng)的動態(tài)行為表現(xiàn)為資源（物質(zhì)資源和信息資源）的流動。可編程控制器的控制邏輯充分體現(xiàn)了這一特點，即誰條件滿足誰就得電，得電者才能動作。該方法的具體設(shè)計步驟如下：
    （1）各個執(zhí)行元件、位置檢測元件、啟動信號等都作為Petri的狀態(tài)元素。
    （2）對每個切換主令信號采用一個轉(zhuǎn)換表示。
    （3）設(shè)置啟動狀態(tài)，并列出各個狀態(tài)標(biāo)志。
    （4）設(shè)計Petri網(wǎng)的各個分程序。
    （5）對于協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，將要協(xié)調(diào)的各個單元主令信號進行約束。
    （6）對競爭控制系統(tǒng)、并發(fā)性的系統(tǒng)采用并行程序，循環(huán)型的系統(tǒng)采用與單序列程序相似的方法處理。
    （7）分配地址，列出邏輯方程，進行編程。