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浔之漫智控技术(上海)有限公司
主营：西门子DP电缆代理商
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乌鲁木齐西门子PLC代理商通讯电缆供应商
.系统功能
轻轨精整PLC智能控制系统包含铣床和钻床控制，实现的基本功能如下：
（1） 切换功能：可实现手动与自动控制的切换。在通常情况下使用自动档，当需要检修或调试的时候，切换到手动档。
（2） 自动报警功能：发生异常情况，可随时报警。当夹紧头快下、动力头快进、动力头工进以及动力头快退四个部分中任何一段出现异常情况时，与之相应的声光报警就会动作，让现场工作人员采取措施，避免或减少事故所造成的损失。
（3） 自动记忆功能：配有“停车”及“继续运行”按钮。当工作过程中出现某些问题需要暂停运行时，按下“停车”按钮后，机床停止运行，各部分均停留在原处不动。再按下“继续运行”按钮，则机床继续运行。
（4） 紧急停车复位功能：配备有“紧急停车复位”按钮。当在工作过程中发生异常，或中途突然停电后恢复时，按下此按钮使机床各部件回到加工前的初始状态。
为实现上述功能，需要对运行过程进行智能判断，进行相应的控制。同时考虑到PLC的运算功能的限制，需要加入故障诊断模块，并进行相应的显示。
3. 系统组成
PLC选用三菱公司的FX2N系列可编程序控制器实现[1]，由可编程序控制器构成的轻轨精整智能控制系统结构如下：
该系统有输入、控制运算和输出三大部分组成。
1）输入部分包括操作按钮和信号检测两部分。
a.操作按钮用来人工设置参数或进行手动操作，处理紧急情况。
b.信号检测是由传感器自动监测生产线上机床的工作情况，一旦出现异常情况，马上报警提示操作者，以进行相应的故障处理，如紧急停机处理等，从而避免事故的发生。
2）控制运算部分
控制运算部分主要由PLC来完成，由控制系统的应用软件来完成信号的输入、处理、控制输出的主要功能。
3）输出部分包括报置、输送和动力装置、固定装置
a.报置由闪烁的红、黄、绿三种颜色灯和报警铃声构成，三种颜色分别对应三种不同报警级别。表示系统正常，黄色表示系统参数范围，但仍能工作，需要进行处理;红色报警并伴随报警声音，紧急停机处理。
b.输送装置由PLC输出的信号控制主电路，给电机发送指令，让其自动完成原料的传送与动力传送。
c.液压装置是固定装置，由PLC控制器给定的信号，经电磁阀控制液压设备，将原料固定在某一位置，为原料加工服务。
4.系统软件设计
4.1 PLC软件设计考虑的问题
利用梯形图编制控制程序，在 PLC软件设计中要考虑以下几个问题：
（1） 强电关断原则：在铣床软件设计中，只要控制信号中有强电关断的信号，则不管其它信号如何都要关断强电，只要关断信号XO2= 1，则中间继电器 M100 都要被关断。 （2） 动作互锁原则：有些控制不能同时动作，就要进行互锁。如主轴正、反转控制，任何一个回路启动后同时关断另一 个回路，从而保证两者不能同时动作。
3） 顺序联锁控制原则：即有些控制要求次序不能颠倒，这就要求个动作常开触点串在下一个控制动作中，同时将后一个动作中的常闭触点串在上一动作的控制回路中，
总之，影响PLC控制系统的因素很多，只要我们在软件设计时充分考虑到各方面因素，就可避免出现故障，控制系统的运行就会加稳定 [2] 。
4.2 PLC基本控制程序设计
4.3 故障诊断模块的程序设计
对于PLC系统，由于内存资源有限，复杂的智能诊断难于实现，为此加入了故障诊断智能模块，该模块以单片机为基础，采用C51编程，可方便实现各种控制算法。
采用故障树推理与经验规则推理相结合的方法，利用智能模块的I/O功能及内部信息进行故障诊断。[3][4]
（1） 故障结构分析
在进行故障诊断设计时，对整个系统可能发生的故障进行分析，得到系统的故障层次结构，利用这种层次结构进行故障诊断部分的设计。图6为系统的故障层次结构。
（2）程序设计
系统故障结构的层次性为故障诊断提供了一个合理的层次模型。在进行系统的程序设计时，应充分考虑到故障结构的层次，合理安排逻辑流程。在引入故障输入点时应注意两点：
a. 将系统所有可能引起故障的检测点引入PLC，这主要是从系统的运行考虑，以便系统能及时进行故障处理;
b. 应在系统允许的条件下尽可能多的将底层的故障输入信息引入PLC的程序中，以便得到多的故障检测信息为系统的故障自诊断提供服务。
5.结束语
经过在线调试和工业试验运行阶段后，该控制系统已于2004年正式投入运行,运行以来，效果良好,实现了预定的控制功能要求，克服了继电器、接触器控制带来的局限，避免了原控制系统辅助元件多、故障率高、工作噪声大、控制方式单一、维护困难等问题。手动与自动切换方便，抗干扰能力强，适合钢厂生产线的恶劣的工作环境,且易于计算机通讯，实现网络监控。
本文作者点：将PLC和单片机结合，设计了用于轻轨精整钻、铣床设备的控制系统，并使之具有故障诊断和报警功能，系统结构简单，操作方便。
一.引言
连续配料输送自动控制系统在水泥、煤炭、冶金、化工、饲料、食品等行业有很广泛的应用。具有功能，灵活性强，等特点，受到连续配料系统集成商和用户的欢迎。该系统集现代物流技术、仓储技术、自动化技术于一体，是CIMS中的重要环节，在国外已经得到较广泛的应用，该技术也正在逐渐地应用于我国许多行业中。
*WTO后，我国商品分销、配送服务市场将逐步扩大开放的领域和范围。而物流是企业发展的关键问题，物流会影响企业总体的生存和发展。在2000年物流成本占国内国民经济生产总值（GDP）的16.7%，而美国仅为10%以下。尤其是企业的物流设备水平与发达国家之间存在着的差距，主要表现为，运输效率低，物流过程浪费惊人。我们知道，差距就是潜力和发展空间，因此，提高物流设备化水平，已成为当务之急。自动配料车是物流体系中运输分配的重要组成部分，它是能自动地存储和取出物料的系统。
二. 物料自动控制系统工艺生产控制
物流自动控制系统主要是控制输送系统完成其物料的输送任务。在物料的入口处和出口处设有升降机和输送线。这样在库房、生产车间和包装车间范围内形成了一个既可顺畅到达各个生产位置同时又是封闭的循环输送线系统。所有生产过程中使用的有关物料和成品等，后都须装在贴有条形码的货箱里输送装车。在生产管理系统发出的生产指令的作用下，物料的从的入口处进入输送系统。物流自动控制系统如图1所示。
总体控制要求：如图所示，系统由料斗、传送带、检测系统组成。配料装置能自动识别货车到位情况及对货车进行自动配料，当车装满时，配料系统自动停止配料。料斗物料不足时停止配料并自动进料。
其工艺流程控制要求如下:
（1）初始状态
系统启动后，红灯L2灭，绿灯L1亮，表明允许汽车开进装料。料斗出料口D2关闭，若料位传感器S1置为OFF（料斗中的物料不满），进料阀开启进料（D4亮）。当S1置为ON（料斗中的物料已满），则停止进料（D4灭）。电动机M1、M2、M3和M4均为OFF。
（2）装车控制
装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON，红灯信号灯L2亮，绿灯L1灭；同时启动电机M4，经过2S后，再启动启动M3，再经2S后启动M2，再经过2S后启动M1，再经过2S后才打开出料阀（D2亮），物料经料斗出料。
当车装满时，限位开关SQ2为ON，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后后停止。同时红灯L2灭，绿灯L1亮，表明汽车可以开走。
（3）停机控制
关闭启动SD开关，自动配料装车的整个系统终止运行。
三. 系统硬件设计
2. I/O配置及接线
为了提高自动控制系统的性和设备的工作效率，系统选用MITSUBISHI的 FX1N-40MR型PLC作为控制器，根据自动配料装车控制的要求， 电动机M1～M4，通过接触器KM1～KM4控制;为了方便操作人员监控，也可以采用信号灯显示出电动机的运行状态。
2.系统的PLC控制程序的结构
用基本逻辑指令编程自动配料装车控制系统中，进料阀受料位传感器S1的控制，S1无监测信号，表明料不满，经5S后进料;S1有监测信号，表明料已满，中止进料。配料系统的启动，可以通过台秤下面的限位开关SQ1实现。当汽车开进装车位置时，在其自重作用下，接通SQ1，配料系统启动;当车装到吨位时，限位开关SQ2断开，停止配料。
采用梯形图语言编制PLC控制程序。该控制程序以清晰的线性模块化方法体现出物流控制方式和结构。可分为以下几个部分：
①.运动设备/输送路径控制
对所有皮带输送机、滚轮输送机和升降机按照所需的模式运行，保证货箱在输送线上能够畅通、连续运行。按照货箱的路径识别码，控制输送线和别的输送线交换装置，实箱输送当中的路径选择。
②.自动识别系统的数据处理
把条形码激光扫描仪和PLC的实时数据库相通信，完成对输送线上货箱的自动识别。
③.上位机生产管理系统的通信接口/实时数据库管理系统
主要处理与上位机的信息交换，包括通讯规约、报文格式、通讯编码和解码及诊错等。利用数据块建立记录存储区，存储货箱的信息。利用功能块实现对数据库的操作，为输送系统路径识别提供控制依据。
④. MCGS组态监控的数据处理
配合MCGS监控，进行的数据处理，主要有报警处理、设备运行状态的数据处理等。
⑤.缺料换仓
当配料过程中，该仓号物料已配完，系统自动提示缺料报警。按[缺料换仓]按钮，弹出对话框，输入需换的仓号，确定，再按[清故障]按钮，即可完成换仓，并进入自动配料状态。注：换仓后，须改配料顺序。将缺料仓设为0，新换的仓号设为与原来的顺序一致，便于报表统计。
经分析可知，本系统是一个按一定顺序动作的控制过程，采用可使每一工步严格按顺序动作，若用步进指令编程则程序容易理解和方便阅读。
五. 结束语
该物料自动控制系统经过调试和运行，其生产物料自动配送能力可以满足各种产品的生产需求，可以满足相关物流公司的设备和生产的高水平和率运转的。在现代工业控制中，该系统犹如不知疲惫的搬运工，严格按照程序指令连续不断地进行物料输送。该系统的投入使企业抛弃了手工操作，配料方式进入科学数据化生产，个人也从粉尘、噪音等恶劣的劳动环境中解脱出来。不仅如此，稳定的高质量的配料带来了产品质量的提高。系统投入后，产品密度、比重等主要技术指标有较大提高，所以，物流自动控制系统在生产制造和加工领域里，尤其是在大规模、率、连续生产的物流公司现场，的确是一项值得推广的技术。整个系统现已投入使用，它对于网络信息时代企事业计算机集成制造过程以及网络销售领域等物流自动化系统的开发设计具有重要的参考。
太阳能以其不竭性和环保优势已成为当今国内外发展前景的新能源之一。光伏（PV）发电技术在国外已得到深入研究和推广,我国在技术上也已基本成熟，并已进入推广应用阶段[1]。但太阳能存在着密度低、间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题，这对太阳能的收集和利用装置提出了高的要求。目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的，不能充分利用太阳能资源，发电效率低下[2]。如果能始终保持太阳能电池板和光照的垂直，使其大化地接收太阳能，则能充分利用丰富的太阳能资源。根据据实验，在太阳能发电中，相同条件下，采用自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35 %左右[3]。因此，设计开发能自动追踪太阳光照的控制系统，是非常有的研究课题。
本文研究的是一种新型的可编程逻辑控制器PLC的太阳光自动跟踪系统，不仅能自动根据太阳光方向来调整太阳能电池板的朝向，结构简单、，而且在跟踪过程中能自动记忆和正不同时间的坐标位置，不必人工干预，特别适合天气变化比较复杂和无人值守的情况，有效地提高了太阳能的利用率，有较好的推广应用和市场应用前景。
1 自动跟踪系统的组成及工作原理
太阳能电池板自动跟踪控制系统由PLC主控单元、传感器和信号处理单元、光伏模块、电磁机械运动控制模块和电源模块组成。
太阳能光伏发电设备自动跟踪系统的光敏探测头（传感器）是用来检测太阳光强的。当有偏差发生时，偏差信号经过跟踪PLC主控单元（控制器）,采用模拟差压比较原理进行运算、比较和发出指令，使电动执行器动作，驱动机械部分转动推动整个装置旋转，调整偏差，保证太阳能电池方阵正对太阳光，达到自动跟踪太阳的目的。太阳能电池方阵在阳光的照射下光伏发电，通过控制器向蓄电池充电。系统配有自动保护线路，当风力达到8级时自动启动，切断跟踪太阳系统，使电池方阵快速收平，在风力降下来时延时10 min，解除防风系统，恢复跟踪过程。固定光强、跟踪光强、电瓶温度和自然风速等由微机进行数据采集，并对蓄电池充电和放电进行分级控制。
系统有自动和手动2种控制方式，SB1和SB2为控制按钮，用于手动操作，PLC输出的Q0或Q1分别连接到2个继电器线圈，以控制太阳板的正反2个运动方向。在自动运行模式下， PLC比较来自信号处理单元的2个模拟输入的值，然后决定输出Q0或者Q1。
1.1 可编程逻辑控制器PLC单元
跟踪控制器采用可编程逻辑控制器PLC，它是太阳能电池板跟踪系统的控制，是系统研究工作的。系统采用欧姆龙（OMRON）公司近年推出的α系列PLC，该机型为介于大型机与小型机之间的中小型机，大控制I/O点数为1184点。在应用中，处理器单元（CPU）采用C200HX-CPU43-E，它自带1个编程口和1个RS232C口。该CPU具有丰富的指令功能，编程十分方便；开关量输入输出模块分别选用C200H-ID212和C200H-OC225；通过在CPU中插入通讯板C200HW-COM06-E(该板具有1个RS232C和1个RS-422/485）实现与上位机远程通讯。由于采用了RS-422接口，采取平衡式发送，因此率高，而且串扰小，传输距离可达500 m。特别对串并联的并网光伏太阳能电池阵列的跟踪系统控制，能发挥PLC现场总线控制的优势，进行集中控制。经过研究和优化设计，应用集成标准线路，采用模拟差压比较原理，控制器具有跟踪精度高、范围宽、自动返回功能。限位装置具有东、西、上、下4个方位的限限位功能。采用双重限位控制结构，即控制信号限位和驱动电机限位，保证了设备地工作。
1.2 传感器检测和信号处理单元
太阳的方位随着观测位置和观测时间的不同而不同，因此，欲跟踪太阳就先对太阳进行检测定位。检测太阳光光强的方法有定时法、坐标法、太阳能电池板光强比较法和光敏电阻光强比较法[4]。对这4种控制方法进行了对比后认为：定时法电路虽然简单，但由于季节的影响，系统的控制精度较差；坐标法控制精度较高，但控制电路复杂；光强比较法使系统的太阳能利用率不能达到；光敏电阻比较法电路实现简单，对太阳能的利用率大。基于此，选择控制精度高和电路易于实现的光敏电阻光强比较法作为本研究系统的检测方案。光敏探测头（传感器）是太阳能电池板跟踪系统的光信号，它是利用光敏电阻在光照时阻值发生变化的原理，将2个相同的光敏电阻分别放置于一块电池板东西方向边沿处的下方（光与电池板垂直时，一半可接收光，一半在下边）。如果太阳光垂直照射太阳能电池板时，2个光敏电阻接收到的光照强度相同，它们的阻值相等，此时电动机不转动。当太阳光方向与电池板垂直方向有夹角时，接收光强多的光敏电阻阻值减小，驱动电动机转动，直至2个光敏电阻上的光照强度相同。控制灵敏度的高低直接影响跟踪精度。光敏电阻光强比较法的优点在于控制，电路设计比较实现。经过实验研究，选用质量轻、美观、耐腐蚀的铝合金材料，光电接收管经过严格的计算、定位，以保证其检测灵敏度。
共由9个光电三管组成。正1个，旁边8个围成一圈。将此检测板用一不透光的下方开口的圆柱体盖住，圆柱体的直径略大于检测板的外圆。圆柱体的上方开1个与检测用的光电二管直径相同的洞，以便光线通过。将整个光电检测装置安装在太阳能光电池板上，光电二管的检测面与电池板平行。在圆柱体的外面不受圆柱体遮挡的地方（确保会受到光线的照射）也安装1个光电二管，其朝向与圆柱体内的光电二管朝向相同，用于检测环境亮度，并与圆柱体内的每个光电二级管及运放(可用LM324集成电路中的1个)构成一个比较电路。这样当圆柱体内的光电二管没有受光线照射时，运放将输出低电平，此电平可接到输入端进行检测。圆柱体内的每个光电二级管各用1个PLC的输入端，共9个。这样就可以检测太阳光线的朝向，决定哪个电机转动，向哪个方向转动。另外，为了增大光电二管的检测范围，视实际情况需要，也可再增加1圈紧密排列的光电二管，外圈的光电二管与内圈的相应位置的光电二管并联。
当太阳辐射强度增加时，光电电阻阻值减小，1 kΩ可变电阻的压降增加，从而产生与太阳光辐射强度有直接关系的电压信号。2个传感器的输出信号与PLC模拟输入端口连接，并对这2个模拟信号进行比较运算，从而输出正确的信号，以驱动太阳能电池板跟踪系统的电磁机构。
1.3 光伏模块
光伏模块采用三菱光伏智能功率模块PV-IPM（PM50B4LA060）,其技术参数主要有峰值功率Pmax=85 W，工作电压17.5 V。这些参数是在标准的试验条件下测试的(太阳光强度1 000 W/m3，太阳板温度25 ℃，空气质量1.5）。
1.4 电磁机械运动控制模块
抗大风自动放帆功能是为了保护跟踪发电装置，在风力达到一定强度时防风系统启动，自动调整受风面，避免设备被风吹坏。经实验研究，防风传感器采用德国进口产品，防风系统采用工作方式，一旦启动将切断跟踪太阳能系统，自动放帆。
机械传动机构是跟踪控制的执行机构，它不但在室外工作，还承受装置的重量、风力，直接影响整机的精度。经研究，水平传动采用电机、谐波减速机和两级蜗轮蜗杆减速机，仰角传动采用电机、谐波减速机和滚珠丝杠，以保证机械精度和传动效率。
1.5 系统电源模块
电源电路采用开关电源设计，具有率、低损耗的特点。采用开关控制芯片L4960，它能提供5.1 V~40 V的输出电压和2.5 A的输出电流。通过调整2个电阻R3和R4，以产生12 V~24 V直流电压，DC 24 V用于PLC电源，DC 44 V直接取自整流桥侧供给直流电机。如果用于光伏逆变系统的跟踪系统，~220 V可以直接取自光伏逆变电源。
2 光伏系统软件设计
并网光伏发电系统控制软件采用模块化设计，包括PLC控制和监控程序、PC监控和数据处理程序2个主要部分。
2.1 PLC控制和监控程序
PLC控制语句是整个太阳能电池板跟踪系统的重要组成部分，软件编程采用欧姆龙公司的CX-Programmer 7.1，CX-P梯形图编程支持软件为使用者提供了从操作界面到程序注释的全中文操作环境，支持bbbbbbs的拖拉及粘贴操作，以及完备的检索功能和常用标准位简易输入功能。通过计算机的RS-232C口与PLC的RS-232C口连接，对PLC进行数据实时监控、修改和在线编辑等,可方便地把程序传递到PLC中或从PLC中读出数据。PLC主要完成如下工作：
(2)将PLC输入与输出状态复制到内存的特定位置（称为标记区域），PC监控程序能随时直接从内存区域读取输入和输出状态。
(3)采样数据存储。这是一个在线采集存储过程，通过RAM数据存储内部的特殊矩阵，每1小时读取光敏电阻的值。数据采集白天进行，晚上停止，直到二天日出。采集的时间（小时和分钟）存储在不同的矩阵，然后在PC机的屏幕上显示出来。当RAM内存满时，将不再存储数据，直到复位操作将存储数据。这部分程序采用顺序功能图表SFC(Sequential Functioning Chart)进行编程，
2.2 PC监控和数据处理程序
采用面向对象的编程语言Visual Basic 6. 0实现以下功能：
(1)自动检测PC机RS232串口和PLC端口的连接状态。
(2)系统监控。决定光伏模块的实际位置和运动方向，显示光敏电阻的读数以及内存溢出标记。
(3)模块的强制性前向和反向运动。通过程序界面，发出指令控制PLC操作。如果出现系统位置异常，可强迫太阳板按照操作要求恢复初始位置。
(4)显示系统设置。显示存储在PLC内存中的太阳跟踪系统的设置，如前向和反向运动限、光线暗度限、前向和反向停止限以及对这些参数设置可直接进行修改。
本研究基于欧姆龙PLC，采用光敏电阻比较法，构建了自动跟踪系统模型，使太阳能电池板自动保持与太阳光垂直。太阳能电池板自动跟踪太阳光并网发电系统的研究，有效地提高了太阳能的利用率和光伏发电系统的效率，增加了全年的发电功率输出，从整体上降低了光伏并网发电的成本，符合构建环保型和节能型社会发展的要求，具有很高的经济效益，并能产生良好的社会影响，具有理论研究意义和应用推广前景。基于PLC的太阳能电池板跟踪系统可用于立的太阳能光伏发电，也能应用于串/并联的并网光伏发电系统的现场总线控制，具有良好的应用前景。
1、 使用的s7-200，cpu226，plc柜内有24v电源，后来需要在室外加个24v电源，和电接点压力开关和24v的电磁阀，用24v来给电磁阀供电和电接点压力开关提供信号，这电磁阀的开断和电接点压力开关都要采集到plc进行控制，请问，这两个电源需要并联吗? 电接点压力开关直接用室外的电源的负接它的公共端，另外一点直接接plc的输入点，这样行吗？
另外，电接点压力开关，只是个开关吧，不用接24v的电源吧？
答：接法是可以的。
在PLC系统中电源的应用是有讲究的：
1）一般PLC系统的模板供电与外部控制电源可以分别为立的两个电源，这样一个电源故障不会影响另一个电源。这种供电形式多用于外部控制采用中间继电器，例如对于PLC是干接点。
2）在PLC系统中可以采用集中的DC24V电源供电，即采用多个电源、负端短接为公共端。这种接法是为了等电位。
2、 使用的s7-200，cpu226，plc柜内有24v电源，后来需要在室外加个24v电源，和电接点压力开关和24v的电磁阀，用24v来给电磁阀供电和电接点压力开关提供信号，这电磁阀的开断和电接点压力开关都要采集到plc进行控制，请问，这两个电源需要并联吗?
电磁是输出负载，它经过PLC的输出来控制电磁阀。电源是经过PLC的输出开关与电磁阀串联，而电接点压力表是与电源串联再与PLC的输入点串联。所以这两个电源可以用同一个电源也可以一个用室内电源一个用室外电源。
２、电接点压力开关直接用室外的电源的负接它的公共端，另外一点直接接plc的输入点，这样行吗？
电接点压力开关用室外电源，并且它的负接PLC的公共端，另个一点直接接PLC的输入点，这样是可以的，但要注意的是电源的负接PLC的公共端，电源的正接电接点压力开关的一端，另一端接PLC的输入点。如PLC的输入已用室内电源，因为PLC是分组式的，只能用另一组输入，不能混用。
３、另外，电接点压力开关，只是个开关吧，不用接24v的电源吧？
电接点开关用在PLC的输入，与电源串联再接入输入点才能形成回路。不然PLC的输入是不会有信号的。
可编程控制器主要靠运行程序工作，要使可编程控制器充分发挥作用，除了选用正确的可编程控制器型号，合适的检测和执行装置，合理规划系统结构之外，编制出一个高质量的可编程控制器工作程序也是很重要的。
一、编程要求
1、所编的程序要合乎所使用的PLC的有关的规定主要是对指令要准确地理解，正确地使用。各种PLC指令多有类似之处，但还有些差异。对于有PLC使用经验的人，当选用另一种不太熟悉的型号进行编程设计时，一定要对新型号PLC的指令重新理解一遍，否则容易出错。
2、要使所编的程序尽可能简洁简短的程序可以节省内存，简化调试，而且还可节省执行指令的时间，提高对输入的响应速度。要使所编的程序简短，就要注意编程方法，用好指令，用巧指令，还要能优化结构。要实现某种功能，一般而言，在达到的目的相同时，用功能强的指令比用功能单一的指令，程序步数可能会少些。
3、要使所编的程序尽可能清晰这样既便于程序的调试、修改或，也便于别人了解和读懂程序。要想使程序清晰，就要注意程序的层次，讲究模块化、标准化。特别是在编制复杂的程序时，要注意程序的层次，可积累自己的与吸收别人的经验，整理出一些标准的具有典型功能的程序，并尽可能使程序单元化，像计算机中的常用的一些子程序一样，移来移去都能用，这样，设计起来简单，别人也易了解。
4、要使所编的程序合乎PLC的性能指标及工作要求所编程序的指令条数要少于所选用的PLC内存的容量，即程序在PLC中能放得下，所用的输入、输出点数要在所选用PLC的I/O点数范围之内，PLC的扫描时间要少于所选用PLC的程序运行监测时间。PLC的扫描时间不仅包括运行用户程序所需的时间，而且还包括运行系统程序，（如I/O处理、自监测）所需的时间。
5、所编程序能够循环运行 PLC的工作特点是循环反复、不间断地运行同一程序。运行从初始化后的状态开始，待控制对象完成了工作循环，则又返回初始化状态。只有这样才能使控制对象在新的工作周期中也得到相同的控制。
二、编程方法常用的PLC编程方法有经验法、解析法、图解法。
1、经验法即是运用自己的或别人的经验进行设计，设计前选择与设计要求相类似的成功的例子，并进行修改，增删部分功能或运用其中部分程序，直至适合自己的情况。在工作过程中，可收集与积累这样成功的例子，从而可不断丰富自己的经验。
2、解析法可利用组合逻辑或时序逻辑的理论，并运用相应的解析方法，对其进行逻辑关系的求解，然后再根据求解的结果，画成梯形图或直接写出程序。解析法比较严密，可以运用一定的标准，使程序优化，可避免编程的盲目性，是较有效的方法。
3、图解法图解法是靠画图进行设计。常用的方法有梯形图法、波形图法及流程法。梯形图法是基本方法，无论是经验法还是解析法，若将PLC程序转化成梯形图后，就要用到梯形图法。波形图法适合于时间控制电路，将对应信号的波形画出后，再依时间逻辑关系去组合，就可很容易把电路设计出。流程法是用框图表示PLC程序执行过程及输入条件与输出关系，在使用步进指令的情况下，用它设计是很方便的。
1 引言
PLC因为稳定、结构紧凑、简单易学、功能强大和使用方便已经成为应用面广、广泛的通用工业控制装置，成为现代工业自动化控制的主要支柱之一。而单片机因为廉，使用灵活，功能多样，在自动化领域应用及其广泛，往往在一个控制系统中可能会出现单片机和PLC共存的情况，如果使二者互相联系，互相通信，具有非常重要的现实意义。
2 硬件以及通讯原理分析
西门子S7-200系列PLC拥有RS-485串行口，所以要使MCS51单片机与S7-PLC进行通讯，可以采用几种通讯方式。其中之一就是可以通过MCS-51的串行口与MAX485芯片相接，然后与S7-200 PLC的RS-485口进行通讯。
S7-200 PLC是串行通讯方式为丰富的小型PLC，支持多种通信协议，如点对点接口协议（PPI协议）、多点接口协议（MPI协议）和PROFIBUS协议以及自由通信协议等。其中自由通信协议又叫用户定义协议，利用自由端口模式，可以实现用户定义的通信协议，连接多种智能设备，使用起来非常方便，在三方工程接入中了的成功。
在自由端口模式下，PLC的串行通信接口由用户来控制，通过梯形图程序以及和单片机的汇编语言进行配合，来使用完成中断、字符接收中断、发送完成中断等，通信协议由用户控制。这时单片机处于主机状态，由单片机主动发送握手信号，PLC接到信号后被动反馈信息即可。
通信系统设计
3 通信系统设计
3.1 通信协议设计
定义根据经验和有关参考资料，定义协议结构和参数。
（1）通信波特率为9.6kbps，无校验，8个数据位，1个可编程位，1位起始位，1位停止位。
（2）定义通信协议的数据流结构的格式为起始码、命令码、元件址、字节数、数据块、BCC校验码和结束码。
● 起始码：表示单片机与PLC开始发送数据，是数据流个字符，告诉PLC开始进行通信了，可以用00H表示
● 命令码：表示单片机对PLC的各种操作：
40H：读取目标元件 I、Q、V、M、SM、L、T、C等的数据或状态；
41H：修改目标元件 I、Q、V、M、SM、L、T、C等的数据或状态；
42H：强制目标单元为ON；
43H：强制目标单元为OFF；
● 元件址：表示PLC内部的元件类型以及寄存器的地址（但不能表示一个位地址）。前两个字节表示寄存器类型，后两个字节表示寄存器号。00 00（H）：I寄存器区 01 00（H）：Q寄存器区。02 00（H）：M寄存器区 08 00（H）：V寄存器区；
● 字节数：从元件地址起，读取或写入PLC元件的数据个数数据块：准备读取或者写入PLC的数据或状态；
● BCC校验码：在传输过程中，指令有可能受到任何的干扰而使原来的数据信号发生扭曲，此时的指令当然是错误的，为了侦测指令在传输过程中发生的错误，接收方对指令作进一步的确认工作，以防止错误的指令被执行，简单的方法就是使用校验码。BCC校验码的方法就是将要传送的字符串的ASCII码以字节为单位作异或和，并将此异或和作为指令的一部分传送出去；同样地，接收方在接到指令后，以相同的方式对接收到的字符串作异或和，并与传送方所送过来的值作对比，若其值相等，则代表接收到的指令是正确的，反之则是错误的
● 结束码：结束字符标志着指令的结束，在本例中被定义为FFH，不同的PLC从站可以定义不同的结束字符以接收针对该PLC的指令。
3.2 通信程序的实现
（1）单片机端程序的实现。单片机在主程序中初始化，采用串行口工作方式3[2]，波特率为9.6kbps，采用单片机作为主机，向PLC进行呼叫，定期读取数据或者写入数据。
（2）PLC端程序流程图的实现。PLC端作为从机，采用梯形图或者STL编程，主要是先设置通讯协议，然后按照协议把采集到的数据进行处理，再发送给主机单片机。
4 结束语
本文利用单片机与PLC的串行通信方法，成功的应用于多个项目中，实际表明该方法简单，，而且易于扩充经济实用的其它功能，如A/D、D/A等功能，了较好的社会效益和经济效益。