三菱 PLC 编程入门 3

邱显
编程
June 8, 2024

上一篇文章《三菱 PLC 编程入门 2》实现了跑马灯的例子。但是代码的灵活性不高。本文换一种实现，使得代码更容易测试和维护。

先分析问题。要实现跑马灯，就是对每个灯，做开和关的操作。即，何时开，何时关。

我们把这个操作抽象成一个独立的功能（函数块）。

LightOnOff

功能说明

在 onTime 至 offTime 时段内，输出 True

参数说明

IN: bool类型，功能开关，True – 功能生效；False – 计时器重置
onTime: time类型，打开时间
offTime: time类型，关闭时间
Q: bool 类型，输出

功能实现

// 函数块：LightOnOff
// 实现
IF NOT IN THEN
	// 重置计时器
	setOn(IN := FALSE);  // TON（延时开）实例 
	setOff(IN := FALSE);  // TP（持续开）实例
	RETURN;
END_IF;

IF Q = FALSE THEN
	// 如果灯灭，就延时打开
	setOn(IN := TRUE, PT := onTime, Q := Q);
	setOff(IN := FALSE); // 重置 TP（后续可以关灯）
	ELSE
	// 如果灯亮，就延时关闭
	duration := offTime - onTime;
	setOff(IN := TRUE, PT := duration, Q := Q); 
	setON(IN := FALSE); // 重置 TON（后续可以开灯）
END_IF;

为了方便调用，把这个函数块做个封装。

LightsOF

功能说明

输入灯的「编号」，实现对应的开关操作；
通过调用 LightOnOff 实现对应的操作。

参数说明

id: int类型，灯的编号 0 到 7
IN: bool类型，输入
onTime: time类型，打开时间
offTime: time类型，关闭时间
Q: bool 类型，输出

功能实现

// 函数块：LightsOF
// 实现
CASE id OF
	// LightOnOff 实例
	0: LightOnOff0(IN := IN, onTime := onTime, offTime := OffTime, Q := Q);
	1: LightOnOff1(IN := IN, onTime := onTime, offTime := OffTime, Q := Q);
	2: LightOnOff2(IN := IN, onTime := onTime, offTime := OffTime, Q := Q);
	3: LightOnOff3(IN := IN, onTime := onTime, offTime := OffTime, Q := Q);
	4: LightOnOff4(IN := IN, onTime := onTime, offTime := OffTime, Q := Q);
	5: LightOnOff5(IN := IN, onTime := onTime, offTime := OffTime, Q := Q);
	6: LightOnOff6(IN := IN, onTime := onTime, offTime := OffTime, Q := Q);
	7: LightOnOff7(IN := IN, onTime := onTime, offTime := OffTime, Q := Q);
END_CASE;

这么做的好处是，在主程序中可以用 FOR 语句，用遍历的方式对灯操作。

接下来计算灯的打开和关闭时间，即可实现跑马灯的逻辑。

// 延迟时间，单位：ms
iDelay := 500;
// 灯数
iNum := 8;

// 跑马灯效果：依次亮灯、依次灭灯
FOR ii := 0 TO iNum DO
	// 灯 ii 的打开时间
	onTime := INT_TO_TIME(iDelay * (ii + 1)); 
  // 灯 ii 的关闭时间
	offTime := INT_TO_TIME(iDelay * (2 * iNum - ii)); 
  // 操作生效
  // opLightsOF 是 LightsOF 的实例
  // Lights 是数组，代表灯的状态（赋值给 Y 即可实现灯的开和关）
	opLightsOF(id := ii, IN := TRUE, onTime := onTime, offTime := offTime, Q := lights[ii]);
END_FOR;

注意，上面代码只实现了跑马灯的逻辑。倒数第二行 opLightsOF 输出到 lights，它是一个数组，代表灯的状态。

接下来需要把 Lights 输出到 Y，即可实现跑马灯的效果。

我们把输出部分也独立成一个函数块。

InitLights

// 函数块：InitLights
// 实现
// lights 是数组（已声明）
Y0 := lights[0]; 
Y1 := lights[1];
Y2 := lights[2];
Y3 := lights[3];
Y4 := lights[4];
Y5 := lights[5];
Y6 := lights[6];
Y7 := lights[7];

别忘了重置计时器。

// 重置计时器
// resetter 是 TON 的实例
// isReset 是重置标签，TRUE - 执行重置，FALSE - 不执行重置
// 保证每个周期（iDelay * iNum * 2 毫秒）重置一次状态
resetter(IN := TRUE, PT := INT_TO_TIME(iDelay * iNum * 2), Q := isReset);
IF isReset THEN
	// 重置 resetter 自身
	resetter(IN := FALSE);
	FOR ii := 0 TO iNum DO
  	// 重置每个灯的计时器
  	// opLightsOF 是 LightOF 的实例
		opLightsOF(id := ii, IN := FALSE);
	END_FOR;
END_IF;

完整的主程序如下。

// 配置 Configuration
// 延迟时间，单位：ms
iDelay := 500;
// 灯数
iNum := 8;

// 实现 Implementation
// 初始化
// runInitLights 是 InitLights 的实例
runInitLights(lights := lights); 

// 跑马灯效果
FOR ii := 0 TO iNum DO
	// 灯 ii 的打开时间
	onTime := INT_TO_TIME(iDelay * (ii + 1)); 
  // 灯 ii 的关闭时间
	offTime := INT_TO_TIME(iDelay * (2 * iNum - ii)); 
  // 操作生效
  // opLightsOF 是 LightsOF 的实例
  // Lights 是数组，输出到 Y 
	opLightsOF(id := ii, IN := TRUE, onTime := onTime, offTime := offTime, Q := lights[ii]);
END_FOR;

// 重置计时器
// resetter 是 TON 的实例
// isReset 是重置标签，TRUE - 执行重置，FALSE - 不执行重置
// 保证每个周期（iDelay * iNum * 2 毫秒）重置一次状态
resetter(IN := TRUE, PT := INT_TO_TIME(iDelay * iNum * 2), Q := isReset);
IF isReset THEN
	// 重置 resetter 自身
	resetter(IN := FALSE);
	FOR ii := 0 TO iNum DO
  	// 重置每个灯的计时器
  	// opLightsOF 是 LightOF 的实例
		opLightsOF(id := ii, IN := FALSE);
	END_FOR;
END_IF;

最后，做个总结。程序可分为三个模块：

初始化：作用是绑定输出，对应函数块 InitLights。
开关操作：实现定时开和定时关的逻辑，对应函数块 LightsOnOff 和 LightOF，其中前者是功能实现，后者是对前者的封装。
主程序：实现完整功能，它调用上述两个模块。

模块化就是解耦，有两个好处：一是提升开发效率，可以多人一起开发；二是方便测试和维护，各模块独立测试。

三菱 PLC 编程入门 3

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