PLC程序及HMI设计规范

PLC程序及HMI设计简易规范提交审核版本备注任宝华周佳2017.10创建为了便于程序的易用性，通用性及可维护性，方便不同程序设计者之间的程序修改，提高程序整体质量，现将PLC及HMI设计做以下规范。（因公司常用PLC选择为欧姆龙公司的小型CP系列，编程以欧姆龙的CX-Programmer软件为例）一PLC程序设计规范1．1编程思路样例说明PLC在程序设计之前应根据生产工艺的要求对控制做一个深入的了解，然后进行程序的框架设计，根据框架对控制程序进行分段划分，因对程序划分可以分为不同的划分方法，因人而异，为了统一划分标准，现规定程序的分段划分以功能层面为标准，现将单双轴程序为例来说明程序功能的划分标准，以后所有PLC程序将统一按照单双轴的划分方式划分编程。单双轴划分如下现将各划分段的划分依据及功能进行说明1.1.1设置参数转换：因欧姆龙PLC对计时器，计数器采用BCD与BIN的两种方式计时或计数(CPIE系列只支持BCD)，参数设置也需随计时或计数的方式进行设置，为方便机器使用者对设置参数的快速理解，所设参数必须符合大众理解得方式进行，对于程序中对设置参数的使用如果可以直接使用则可直接使用，不能直接使用的可以在本段进行转换。1.1.2气缸虚拟输入点：本段主要是对所涉及的气缸原点，动点的虚拟。对于气缸的原点，动点传感器都有唯一的实际的物理接口地址，在程序中不能使用实际的物理接口，需要对实际的物理接口进行虚拟，气缸虚拟输入点的编程如下程序所示。没有传感器的气缸也要进行虚拟，没有传感器的气缸虚拟可以直接使用对应的虚拟输出点，编程方式如下1.1.3按钮与感应器虚拟点：本段功能是对除气缸传感器以外的所有输入进行虚拟，同样在程序使用过程中不能使用这些输入的实际物理地址，要使用虚拟后地址。按钮与感应器虚拟编程如下1.1.4手动控制与简单测试：本段主要是对气缸，电机或其他的一些执行元器件进行手动操作。手动操作输出直接操作该器件所对应的虚拟输出位，手动操作要更具工艺的不同考虑机构之间的互锁。手动操作编程参考下图1.1.5复位流程控制：本段功能是对设备进行初始化处理。复位要考虑机构间的干涉，选择合理的复位顺序。复位开始，复位过程，复位结束编程见下图复位开始段复位过程复位结束1.1.6自动流程：本段功能主要对设备所涉及到自动运行进行控制，自动控制如果是顺序单流程的动作方式，可采用步指令或寄存器赋值方式。如果动作是随机且动作顺序可以任意组合，那么建议采用保持指令或置位，复位指令较为方便。两种编程方法参见下图寄存器赋值自动控制方式保持指令自动控制方式1.1.7步进流程：该段原则上应该包含到自动流程中，但考虑到该段程序所控制的部件或机构相对独立，这时也可以将此段程序从自动流程中摘除组成一个单独的控制段，此段程序的写法因人而异，可写在自动流程中，也可摘除单独组成段。1.1.8测量流程：该段程序与步进流程类似，可以参阅步进流程。1.1.9报警：本段对整个设备的异常状况进行处理。故障位的选择必须集中连续。为了设备安全及人员安全，报警不能自复位，必须进项人工确认，报警段的写法如下报警功能段的写法1．1.10测速及压力控制：该段的功能基本与“步进控制”“测量流程”的划分思路相同，都是对相对一些独立的一些功能做单独处理。1.1.11虚拟输出：程序中的最终输出，不能直接作用与输出点，应通过虚拟再进行输出，这样输出点的改动也不会影响程序内部的逻辑结构。以上为单双轴程序为例对程序以功能划分的思路说明，再编程中需以此思路进行划分。但是为了程序结构简洁，明了，功能段的划分尽量要少，功能段要指向明确，参数转换，输入虚拟，手动控制，复位控制，主程序，自动流程，报警，虚拟输出此几项功能为必须划分项。为了加深对功能划分的理解，后面将用一段简短的样例进行试验。1.2PLC内部I/O及存储器规划PLC内部规划见下表（以欧姆龙CP系列为例）序号功能内部区域划分1参数转换1气缸原点延时设置：D0-D99转换后读取：D300-D3992气缸动点延时设置：D400-D499转换后读取：D700-D7993其他参数设置：D800-D9994通讯数据区：D1000-D13992输入虚拟1气缸原点虚拟：W0-W92气缸动点虚拟：W10-W193虚拟输出点：W20-W294感应器虚拟：W60-W645按钮虚拟：W65-W693手动控制1手动操作位：W30-W394复位控制1复位操作位：CIO30-352复位流程：H105主程序1工位配置：CIO40-44H0-H92设备运行前状态：CIO50-546自动流程1自动辅助位：CIO60-692自动流程：H15-H397报警1报警W40-W59气缸原点：W40-W44动点：W50-W54其他报警：W46-W49W56-W598输出虚拟输出虚拟：W20-W29二程序样例范本2.1控制样例说明：某生产线产品正反面检测。2.2控制要求：首先产品通过皮带线传动流向机械手搬送位置，机械手搬送位置装有物料检测传感器，当皮带线搬送位置检测到物料后，机械手搬送物料到A平台，A平台检测传感器检测物料是否正反，如果为反面，则通过搬送到B平台翻转。2.3简易示意图皮带线电机A平台翻转气缸横移气缸推入气缸红色代表检测传感器2.4程序功能划分2.4.1参数转换2.4.2输入虚拟2.4.3主程序2.4.4手动控制2.4.5复位控制2.4.6自动控制2.4.7报警2.4.8输出虚拟2.5程序编写2.5.1程序所涉及到的设定参数搬送推入原点延时D0D300搬送推入动点延时D400D700搬送横移原点延时D2D302搬送横移动点延时D402D702翻转气缸原点延时D4D304翻转气缸动点延时D404D704搬送入口有料检测延时D6D306搬送入欧料空延时D406D706报警触发延时时间D8D3082.5.2输入信号搬送入口物料检测0.00W60.00物料正反检测0.01W60.01手自动模式旋钮0.02W65.00启动按钮0.03W65.01复位按钮0.04W65.02急停按钮0.05W65.03搬送推入原点0.06W0.00搬送推入动点0.07W10.00搬送横移原点0.08W0.01搬送横移动点0.09W10.01翻转气缸原点0.10W0.02翻转气缸动点0.11W10.022.5.2输出信号进料皮带电机W20.00100.00搬送推入气缸W20.01100.01搬送横移气缸W20.02100.02翻转气缸W20.03100.032.5.3控制编程：见实际程序部分三HMI编程要求1.HMI界面颜色选配不能过于鲜艳，刺眼，应以白底或灰底为页面的主色调。2.页面组成“数据监控”“手动操作”“参数设置”为必须组态项。3.数据监控界面应尽可能的反应生产过程，减少用户繁琐的界面切换，完善用户操作体验。4.以下为单双轴程序界面样例（HMI为信捷TG-765）监控界面监控界面是对自动运行下的生产过程的真实反应，所以监控界面组态必须尽可能多的显示生产过程及设备状态，同时考虑到在自动过程中操作者可能会涉及的一些简单操作也尽可能的组态到监控界面中。手动界面手动界面按钮的外观样式需严格采用上图所示按钮样式，力求界面风格统一，气缸手动操作按钮还需显示气缸的位置状态。参数设置界面参数设置界面编程要求：1对于气缸原点动点延时采用上下并列的方式，原点延时设置在上，动点延时设置在下。2参数设置因遵循直观，容易理解，符合思维方式，尽量参数设置不会受到触摸屏更换的影响。3对于机型配置应标明当前机型配置的状态如下机型配置、报警窗口创建见下图报警窗口报警窗口报警的显示采用列表的方式。窗口采用弹出式的方式，以上为触摸屏编程时的要求，实际编程需大体遵循以上模式进行。