[西门子PLC] 博途(TIA Portal)简单实例-6-什么是程序段

亲爱的PLC小伙伴们，今天我们来聊聊西门子PLC编程中的一个重要概念——程序段。

别看它名字听起来高大上，其实就是我们日常编程中的好帮手！

让我们一起来揭开程序段的神秘面纱吧！
什么是程序段？


程序段，听起来像是程序界的"段子手"，其实它就是我们PLC程序中的一个个小单元。

想象一下，如果整个PLC程序是一本书，那么程序段就是书中的一个个章节。

每个章节都有自己的主题和功能，合在一起就构成了完整的故事。

在西门子博途(TIA Portal)中，程序段主要包括以下几个部分：

电源线

梯级

分支

触点

线圈

功能框

这些元素就像是乐高积木，我们可以根据需要自由组合，搭建出功能强大的PLC程序。
程序段的组成部分详解

1. 电源线


电源线就像是程序的主动脉，为整个程序提供能量。

在梯形图中，它通常表现为左侧的垂直线。
2. 梯级


梯级是横向的线路，连接各种元件。它就像是程序的骨架，支撑起整个逻辑结构。
3. 分支


分支允许我们创建并行的逻辑路径，就像是程序的岔路口，让信号可以走不同的路线。
4. 触点


触点是程序中的开关，可以是常开或常闭的。

它们就像是程序的"if"语句，根据条件决定是否让信号通过。
5. 线圈


线圈代表输出或内部标志位，就像是程序的执行结果。

当线圈被激活时，相应的输出或标志位就会置位。
6. 功能框


功能框是更复杂的逻辑单元，可以执行各种运算和功能。

它们就像是程序中的"Swiss Army Knife"，能够完成各种高级操作。
实战示例：简单的启动停止电路


让我们用一个简单的启动停止电路来看看这些元素是如何协同工作的：

|   |---| |---+---| |---( )---|

|   |   |     |               |

|   |   |    SB1              |

|   |   |                     |

|   |   |    SB2              |

|   |   +---| |---+           |

|   |         M0.0|           |

|   |             |           |

|   |---| |-------+           |

|       M0.0                  |

|                             |


这个梯形图看起来是不是有点像梯子？

没错，这就是为什么我们叫它"梯形图"啦！让我们来解释一下这个电路：

SB1是启动按钮（常开触点）

SB2是停止按钮（常闭触点）

M0.0是一个内部继电器，用于自锁

最右边的线圈代表我们要控制的输出，比如说一个电机

当我们按下SB1（启动按钮）时，电路就会通电，输出被激活。同时，M0.0也会被置位，形成一个自锁回路。

这样，即使我们松开SB1，电路也会保持通电状态。

要停止电路，我们只需按下SB2（停止按钮），它会断开电路，使输出失能，同时M0.0也会复位。
温馨提示


在实际编程中，我们通常会给每个程序段一个有意义的名称，比如"电机启动停止控制"。

这样可以让我们的程序结构更清晰，方便后期维护和调试。
程序段的妙用


程序段不仅仅是组织代码的工具，它还能帮我们实现很多高级功能：

模块化编程：我们可以把不同的功能放在不同的程序段中，就像写函数一样，提高代码的复用性。

条件执行：通过在程序段前加入条件判断，我们可以实现某些程序段只在特定条件下执行。

优化扫描周期：通过合理安排程序段的顺序和结构，我们可以优化PLC的扫描周期，提高系统响应速度。

代码示例：使用程序段实现简单的交通灯控制


让我们来看一个稍微复杂一点的例子，用程序段来实现一个简单的交通灯控制系统：

// 程序段1：初始化

|   |---[ ]---|

|       SM0.1 |

|             |

|   |---( )---|

|       M0.0  |

|             |

// 程序段2：红灯控制

|   |---| |---| |---( )---|

|       M0.0   T1   Q0.0  |

|                         |

|   |---[TON T1]---|      |

|     IN   PT  Q   |      |

|    M0.0  30s     |      |

|                         |

// 程序段3：黄灯控制

|   |---| |---| |---( )---|

|       M0.1   T2   Q0.1  |

|                         |

|   |---[TON T2]---|      |

|     IN   PT  Q   |      |

|    M0.1  5s      |      |

|                         |

// 程序段4：绿灯控制

|   |---| |---| |---( )---|

|       M0.2   T3   Q0.2  |

|                         |

|   |---[TON T3]---|      |

|     IN   PT  Q   |      |

|    M0.2  25s     |      |

|                         |

// 程序段5：状态切换

|   |---| |---( )---|

|       T1    M0.1  |

|                   |

|   |---| |---( )---|

|       T2    M0.2  |

|                   |

|   |---| |---( )---|

|       T3    M0.0  |

|                   |


这个程序使用了5个程序段来实现交通灯的控制：

初始化：使用系统位SM0.1（第一次扫描时为1）来初始化状态标志M0.0。

红灯控制：当M0.0为1时，红灯（Q0.0）亮起，同时启动定时器T1，计时30秒。

黄灯控制：当M0.1为1时，黄灯（Q0.1）亮起，同时启动定时器T2，计时5秒。

绿灯控制：当M0.2为1时，绿灯（Q0.2）亮起，同时启动定时器T3，计时25秒。

状态切换：根据定时器的完成状态，切换不同的状态标志位。

通过这种方式，我们实现了一个简单的交通灯控制系统，红灯亮30秒，绿灯亮25秒，黄灯亮5秒，然后循环往复。
工程鱼饵


在实际项目中，我们可能需要考虑更多的因素，比如：

紧急情况处理：添加一个程序段来处理紧急情况，比如消防车通过时需要所有方向都变为红灯。

夜间模式：在交通量较小的夜间，可以改变信号灯的时序，或者切换到黄灯闪烁模式。

行人过街：增加行人按钮控制，当有行人需要过街时，可以提前切换到红灯状态。

这些都可以通过增加新的程序段或修改现有程序段来实现，体现了程序段的灵活性和强大功能。
总结


程序段是PLC编程中的重要概念，它帮助我们组织代码，实现模块化编程，提高代码的可读性和可维护性。

通过合理使用程序段，我们可以更好地控制程序的执行流程，优化系统性能。

下次当你面对复杂的控制任务时，不妨试试把它拆分成多个程序段。

你会发现，原本看似难以实现的功能，突然变得清晰而简单了！