【工控百家谈】如何编写优质的PLC/PAC程序？

文章标题：如何编写优质的PLC/PAC程序？
作者：邓李


毫无疑问，每一个编程的项目开发人员，都希望自己编出的是好程序，什么是好的程序？尽情地施展聪明才智，别出心裁，标新立异、奇思妙想、独树一帜、与众不同就是好的程序吗？我恐怕不能苟同。我认为好的程序应该具备如下几点：

严密性

逻辑严谨，执行准确，绝无疏漏，这点应该是共识，这个严密不仅有控制进程的严密，还有例程调用的严密，指令执行的严密。严密性跟编程之前的规划也是有关的，紧扣生产过程进程，分析控制对象的动作，仔细地规划项目的程序结构，安排执行的顺序，这都是保证严密的基础。

正确性

勿庸置疑的是控制逻辑处理的正确，针对控制对象的逻辑关系选对指令。正确地使用指令是非常重要的，什么情况该用什么指令，正确理解指令执行的过程和正确设置参数，给予输出指令的梯级条件是否正确，预扫描和后扫描的影响如何，这些都是需要考虑的，尽量避免指令或例程的陷阱。

对称性

现场很多控制对象的活动具有对称性，尤其是一些具有互锁关系的动作，对应编写的逻辑处理也应具有对称性，例如几个互锁关系的同类控制动作，除了梯级条件和数据状态不同，梯级的逻辑结构应该是一样的，尤其是规律性的交替执行。对称动作采用不对称的逻辑执行，本身的严密性就值得怀疑，对称也是判断编程严密性的一个准则。

规律性

控制过程的动作大都具有规律，基于分析控制过程的功能方框图，在编写的例程中要表现出这种规律，哪些是常规的主流执行动作，哪些是重复执行动作，哪些是条件式的调用动作，哪些是设备之间的约束关系，以及生产进程的显示，都要有脉络清晰明了的体现。

可读性

程序是写给别人看的，别人很容易读明白，自己以后也能很快读明白，当时的得意之作，不要过一阵连自己也读不懂了。思路要清晰，表达要清楚，这点可以参照写文章的心得，有中心、有层次、有重点、有排比、有修饰，规律和对称的编程自然是可读性强的。当然，每个梯级逻辑或操作数的文字说明是必不可少的，这将帮助我们理解过程处理和编程思想，说明有时比梯级逻辑本身更重要。

标准化

对待同一个需求控制的处理，可以用指令功能解决的，不要技巧编程去解决，因为指令功能是共性的，如何设置参数，如何运行指令，都有固定的模式，大家具有共识；编程技巧有时是很个性化的，即便构思非常精巧，但别人很难把握思路，特别是后期的维护人员不容易读懂程序。尤其PAC控制器更是提供了标准化编程的平台，即使是新手也能编写出规范的程序来。

以上几点，最能体现好程序的是标准化，只有标准化的编程最容易达到严密、正确、对称、规律、可读，标准化往往是长期经验积累的最终形式，可编程序控制器的发展历史，就是一个沿标准化方向发展的过程，直接用于编程的指令系统表现则尤为明显。

在PAC控制器系统中提供各种编程方式，更是多方地提供了标准化的编程平台，这对当今项目开发所追求的短工期、高效率、低成本的目标，具有十分重大的意义，并在实践中得到认可。

此外，标准化的编程还在项目开发者和现场维护人员之间达成了某些共识，使后者更容易解读程序和查找故障，这在生产实际中十分有效，尤其是某些行业，本来就有一些共同遵守的规则，更是要通过标准的程序来体现。

（图片来源：RA官网）

面对同一个需求，我们可以看到二种编程处理情况：

技巧处理，可能是非常精妙的技巧，让人拍案叫绝；也可能让人百思不得其解，经过解释才让人明白；或者广泛流传的一种技巧，让人们达到了共识，如自保持位逻辑的编程方法。不管是什么情况，技巧是个性化的处理，难以作为标准。

功能处理，根据指令的功能和固有的指令编程模式，让解读程序的人很快理解处理的目的和结果。这是通用的，所有的人都容易明白的，指令功能是共性化的处理，标准的做法，但是需要学习指令的运用方法。

编程的一般原则是，能用指令功能处理的，尽可能不要用技巧处理。

道理是显而易见的，只有共性的东西才是可以共识的，容易共用的。毕竟一个程序项目是大家共有的，具有从开发人员移交到维护人员的延续性，要让更多的人更容易参与项目。

我们学习编程，一定要研究指令的功能和相应的运用方法，用以编写标准的、易读的程序。所以，我们要对控制器指令系统中的每一条指令，给予充分了解，参数的含义、指令的动作、执行的条件，才能准确无误地使用指令。尽可能使用指令功能处理问题，尽量避免使用技巧编程处理。

此外，养成良好的编程习惯也是至关重要的，记住某些指令的使用惯例和典型处理，这是前辈经验流传，良好的编程习惯可以帮助你避免落入一些程序运行的陷阱，以免在调试系统时为某些逻辑处理结果感到困惑。良好的编程习惯可以让你对自己编写的程序具有自信，准确坚定地排除不可能情况，不会盲目质疑而耽误了调试的时间。良好的编程习惯是经历了考验的工作方式，保持它可以减少错误的产生，加快编程速度，提高工作效率。

（图片来源：西门子官网）

编程序就跟写文章一样，你既可以写成一篇随心所欲的散文，也可以写成一篇思维慎密的论文。读散文每个人都可以有不同的理解和感受，甚至得出不同的结论；论文却可以让人准确地理解作者所要表达的内容，其论点明确、逻辑清晰、层次分明，结构严谨，论述清楚。把程序编得像一篇论文，应该就是编写好的程序的基本要求吧。

编程序跟写文章有许多相似之处。

写文章，有中心思想，段落大意，在阐明一件事情时，你会围绕这件事情在一个文章段落里进行描述；
编程序，有核心控制，运行进程，面对一个控制对象，在一段梯级逻辑中，编辑相关的逻辑关系和工作状态处理。

写文章，你掌握的词汇越多，遣词造句的能力就越强，表述事情就越清晰准确；
编程序，你对指令的功能理解得越清楚正确，运用指令的能力就越强，在不同情况下能准确地选择适合指令。

写文章，描述相似事物类比的排比句，让人易读且更容易看清事物之间的联系，并有阅读美感；
编程序，工控对象很多情况下也具有对称性，如果你编写的程序逻辑关系上是对称性的，同样有阅读美感，并让人感到逻辑上值得信赖。

写文章，有开头和结尾，概述式的开头和总结式的结尾前后呼应；
编程序，有初始化的处理和结束的处理，数据的进入和数据的送出信息流向清楚。

写文章，时不时的引用成语熟句，言简意赅，耐人寻味；
编程序，按需求引用专门的指令，调用特殊宏汇集，梯级简单，处理隐藏。

在学习编程时，你不妨想象你在学习写文章，就像中小学时你的语文老师教给你的那样，先从造句开始，然后学习写段落，最后完成一篇文章，并在写作过程中积累词汇和学习表述，提高写作能力。我们的编程训练也应循序渐进，从基本的指令开始，编写简单的梯级逻辑，然后学习围绕一个控制对象编写一段梯级逻辑的处理，最后完成一个小的项目，并在编程过程中，熟悉指令和训练思维，提高编程能力。


（版权提示：本文为邓李为“工控百家谈”公众号独家撰文，如需转载，请联系微信公众号获得授权。如需投稿请联系微信公众号小编）

作者简介

邓李，工业自动化专业，从事专业课教学十二年；后进入罗克韦尔自动化，任培训师和现场服务工程师十八年。具有丰富教学经验和现场工作经验，已出版专业书籍三本（《PAC编程基本教程》、《集成架构中型系统》、《ControlLogix系统实用手册》），在行业内颇有影响。

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