河南科技大学毕业设计（论文）
开始初始化连续工作?YN单周期?YN步进?Y运行否?YNN1号槽电镀2号槽回收3号槽清洗返回
图2—5系统工作流程图
图2.3 流程图
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第3章 系统的软件设计
3.1 PLC程序设计常用的方法
在工程中，对PLC应用程序的设计有多种方法，这些方法的使用，也因各个设计人员的技术水平和喜好有较大的差异。现将常用的几种应用程序的设计方法简要介绍如下。
1. 经验设计法
经验设计法也叫凑试法。在掌握一些典型控制环节和电路设计的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，凭经验进行选择、组合。这种方法对于一些简单的控制系统的设计是比较凑效的，可以收到快速、简单的效果。但是它没有一个普遍的规律可遵循，具有一定的试探性和随意性，最后得到的结果也不是唯一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验的多少有关。
经验设计法的具体步骤如下： （1）确定输入/输出电器；
（2）确定输入和输出点的个数、选择PLC机型、进行I/O分配； （3）做出系统动作工程流程图； （4）选择PLC指令并编写程序； （5）编写其它控制控制要求的程序；
（6）将各个环节编写的程序合理地联系起来，即得到一个满足控制要求的程序。
2. 逻辑设计法
工业电气控制线路中，有很多是通过继电器等电器组件来实现的。而继电器、交流接触器的触点都只有两种状态即：断开和闭合，因此用“0”和“1”两种取值的逻辑代数设计电气控制线路是完全可以的。该方法法是根据数字电子技术中的逻辑设计法进行PLC程序的设计，它使用逻辑表达式描述问题。在得出逻辑表达式后，根据逻辑表达式画出梯形图。因此用逻辑设计法也可以适用于PLC应用程序的设计。
3. 顺序控制法
对那些按动作的先后顺序进行控制的系统，非常适合使用顺序控制设
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计法进行编程。顺序控制法规律性很强，虽然编程相当长，但程序结构清晰、可读性。在用顺序控制设计法编程时，功能图是很重要的工具。功能图能够清楚地表现出系统各工作步的功能、步与步之间的转换顺序及其转换条件。
功能图由流程步、有向线段、转移和动作组成，在使用时它有一些使用规则，具体如下：
（1）步与步之间必须用转移隔开； （2）转移与转移之间必须用步隔开；
（3）转移和步之间用有向线段连接，正常画顺序功能图的方向是从上向下或则从左向右。按照正常顺序画图时，有向线段可以不加箭头，否则必须加箭头。
（4）一个顺序功能图中至少有一个出初始步。
3.2 PLC的基本技术性能及编程语言
3.2.1 PLC的基本技术性能
(1)输入/输出点数
这是PLC最重要的一项技术指针。所谓I/O点数即PLC外部的输入、输出端子数，这些端子可通过螺钉或电缆与外部设备相连。
(2)程序容量
一般以PLC所能存放用户程序的多少来衡量。在PLC中程序是按“步”存放的(一指令少则1步、多则十几步)，一“步”占用一个地址单元，一个地址单元占两个字节。如一个程序容量为1000步的PLC，可推知其程序容量为2K字节。
(3)扫描速度
如上所述，PLC工作时是按照扫描周期进行循环扫描的，所以扫描周期的长短决定PLC运行速度的快慢。因扫描周期的长短取决于多种因素，故一般用执行1000步指令所需时间作为衡量PLC速度快慢的一项指针，称为扫描速度，单位为“ms/k”。扫描速度有时也会用执行一步指令所需的时间来表示，单位应该为“μs／步”。
(4)指令条数
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这是衡量PLC软件功能强弱的主要指针。PLC具有的指令种类越多，说明其软件功越强。PLC指令一般分为基本指令和高级指令两部分。
(5)内部继电器和寄存器
PLC内部有许多继电器和寄存器，用以存放变量状态、中间结果、资料等，还有许多具有特殊功能的辅助继电器和寄存器，如定时器、计数器、系统寄存器、索引寄存器等。
(6)编程语言
编程语言一般分为梯形图、助记符语句表、控制系统流程图等几类，不同厂家的PLC编程语言类型有所不同，语句也各异。编程手段主要是指用何种编程装置，编程装置一般分为手持编程器和带有相应编程软件的计算机两种。
3.2.2 PLC的编程语言
PLC的编程语言目前主要有以下几种：梯形图语言、助记符语句表语言和流程图(SFC)语言。也有一些PLC可用BASlC等高级语言进行编程，但很少使用。其中梯形图语言、助记符语句表语言用得最为广泛。
由于PLC的设计和生产至今尚无国际统一标准，因而不同厂家生产的PLC所用语言和符导也不尽相同。但它们的梯形图语言的基本结构和功能是大同小异的，所以了解其中一种就很容易学会其它语言。在此主要介绍梯形图语言和助记符语言。
梯形图在形式上沿袭了传统的继电接触器控制图，作为一种图形语言，它将PLC内部的编程组件(如继电器的触点、线圈、定时器、计数器等)和各种具有特定功能的命令用专用图形符号、标号定义，并按逻辑要求及连接规律组合和排列，从而构成了表示PLC输入、输出之间控制关系的图形。由于它在继电接触器的基础上加进了许多功能强大、使用灵活的指令，并将计算机的特点结合进去，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电接触器控制电路，所以很受用户欢迎。它是目前用得最多的PLC编程语言。
在梯形图中，分别用符号
、
表示PLC编程组件(软继电器)的常
开触点和常闭触点，用符号-（ ）-表示其线圈。与传统的控制图一样，
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每个继电器和相应的触点都有自己的特定标号，以示区别，其中有些对应PLC外部的输入、输出，有些对应内部的继电器和寄存器。它们并非是物理实体，而是“软继电器”，每个“软继电器”仅对应PLC存储单元中的一位。该位状态为“1”时，对应的继电器线圈接通，其常开触点闭合、常闭触点断开；状态为“0”时，对应的继电器线圈不通，其常开、常闭触点保持原态不变。
3.2 PLC程序设计
根据设计的要求，用PLC进行编程，实现相应的控制过程，编好的程序如图3-1所示。
3.3 MCGS组态软件的设计
（1） 工程建立
[1] 鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项，如果MCGS安装在D：盘根目
录下，则会在D:\\ MCGS\\WORK\\下自动生成新建工程，默认的工程名为：“新建工程X.MCG”(X表示新建工程的顺序号，如：0、1、2等)。
[2] 选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。 [3] 在文件名一栏内输入“电镀生产线监控系统”，点击“保存”按钮，工程创建完毕。
（2） 建立画面
[1] 在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”。 [2] 选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”。 [3] 将窗口名称改为：电镀；窗口标题改为：电镀；窗口位置选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。
[4] 在“用户窗口”中，选中“电镀”，点击右键，选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口，如图3-2所示。
（3） 编辑画面
选中“电镀”窗口鼠标，单击“动画组态”，进入动画组态窗口，开始
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