PLC 自動控制系統(tǒng)調試研究

張春龍 李 軍

（1、牡丹江市路燈管理處，黑龍江 牡丹江 157000 2、牡丹江市市政工程設計研究院有限責任公司，黑龍江 牡丹江 157000）

在實際調試過程中，有時出現(xiàn)這樣的情況，一個軟件系統(tǒng)從理論上推敲能完全符合機械設備的工藝要求，而在運行過程中無論如何也不能投入正常運轉，在系統(tǒng)調試過程中，除考慮軟件設計的方法外，還可以從以下幾個方面尋求解決的途徑。

1 掃描擊期和響應時間

用PC 設計一個控制系統(tǒng)時，一個最重要的參數(shù)就是時間，PC 執(zhí)行程序中的所有指令要用多少時間，(掃描時間)有一個輸入信號經過PC多長時間后才能有一個輸出信號(響應時間)掌握這些參數(shù)，對設計和調試控制系統(tǒng)無疑非常重要。

當PC 開始運行之后，它串行地執(zhí)行存儲器中的程序。我們可以把掃描時間分為4 個部分。共同部分，例如清除時間監(jiān)視器和檢查程序存儲器；數(shù)據(jù)輸入，輸出；執(zhí)行指令；執(zhí)行外圍設備指令。

時間監(jiān)視器是PC 內部用來測量掃描時間的一個定時器，所謂掃描時間，是執(zhí)行上面4 個部分總共花費的時間。掃描時間的多少取決于系統(tǒng)的購置，I/O 的點數(shù)，程序中使用的指令及外圍設備的連接，當一個系統(tǒng)的硬件設計定型后，掃描時間主要取決軟件指令的長短從PC 收到一個輸入信號向輸出端輸出一個控制信號所需的時間，叫響應時間，響應時間是可變的，例如在一個掃描周期結束后，收到一個輸入信號，下一個掃描周期結束后時，收到一個輸入信號，下一個掃描周期一開始，這個輸入信號就起作用，這時，這個輸入信號的響應時間最短，它是輸入延遲時間，掃描周期時間，輸出延遲時間三者的和，如果在掃描周期開始收到了一個輸入信號，在掃描周期內該輸入信號不會起作用，只能等到下一個掃描周期才能起作用，這時，這個輸入信號的響應時間最長，它是輸入延遲時問，輸出延遲時間三者的和，因此，一個信號的最小響應時間和最大響應時間的計算公式為：

最小的響應時間=輸入延遲時間+掃描時間+輸出延遲時間，最大的響應時間=延遲時間+2×掃描時間+輸出延遲時間。

從上面的響應時間估算公式可以看出，輸入信號的響應時間由掃描周期決定，掃描周期一方面取決于系統(tǒng)的硬件配置，另一方面由控制軟件中使用的指令和指令的條數(shù)決定，在砌塊成型機自動控制系統(tǒng)調試過程中發(fā)生這樣的情況，自動推板過程 (把砌塊從成型臺上送到輸送機上的過程)的啟動，要靠成型工藝過程的完成信號來啟動，輸送磚坯的過程完成同時完成了送板的過程，通知控制系統(tǒng)可以完成下一個成型過程。

單從程序的執(zhí)行順序上考察，控制時序的安排是正確的，可是，在調試的過程中發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)實際的控制時序是，當?shù)谝粋€成型過程完成后，并不進行自動推板過程，而是直接開始下一個成型過程，遇到這種情況，設計者和用戶的第一反應一般都是懷疑程序設計錯誤。經反復檢查程序，未發(fā)現(xiàn)錯誤，這時才考慮到可能是指令的響應時間產生了問題。砌塊成型機的控制系統(tǒng)是一個龐大的系統(tǒng)，其軟件控制指令達五六百條。成型過程啟動信號，由一個成型過程的結束信號和有板信號產生，這時，就將產生這樣的情況，在某個掃描周期內掃描到HR002 信號，在執(zhí)行置位推板過程，直接進行下一個成型過程，這可能是由于輸入信號的響應時間過長引起的，在這種情況下，由于硬件配置不能改變，指令條數(shù)也不可改變，處理過程中，設法在軟件上做調整，使成型過程結束信號早點發(fā)生，問題得到了解決。

2 軟件復位

在PLC 程序設計中使用最平常的一種是稱為保持繼電器的內部繼電器。PLC 的保持繼電器從HR000 到HR915，共10 ×16 個，另一種是定時器或計數(shù)器從TIM00 到TIM47(CNT00 或CNT47)共48 個(不同型號的PLC 保持繼電器，定時器的點數(shù)不同)。其中，保持繼電器實現(xiàn)的是記憶的功能，記憶著機械系統(tǒng)的運轉狀況，控制系統(tǒng)的運轉的正常時序，在時序的控制上，為實現(xiàn)控制的安全性，及時性、準確性、通常采用當一個機械動作守成時，其控制信號 (由保持繼電器產生)用來終止上一個機械動作的同時，啟動下一個機械動作的時間繼電器不能正常被復位的情況，在開機前，如果不強制使保持繼電器復位，將會產生機械設備的誤動作，系統(tǒng)設計時，通常采用的方法是設置硬件復位按鈕，需要的時候，能夠使保持繼電器，定時器、計數(shù)器、高速計數(shù)器強制復位，在控制系統(tǒng)的調試中發(fā)現(xiàn)，如果使用保持繼電器，定時器，計數(shù)器、高速計數(shù)器次數(shù)過多，硬件復位的功能很多時候會不起作用，也就是說，硬件復位的方法有時不能準確，及時地使PLC 的內部繼電器、定時器、計數(shù)器復位，從而導致控制系統(tǒng)不能正常運轉，在調試過程中，人為地設置軟件復位信號作為內部信號，可確保保持繼電器有效復位，使系統(tǒng)在任何情況下均正常運轉。

3 硬件電路

PLC 的組成的控制系統(tǒng)硬件電路。當一個兩線式傳感器，例如光電開關，接近開關或限位開關等，作為輸入信號裝置被置被接到PLC 的輸入端時，漏電流可能會導致輸入信號為ON，在系統(tǒng)調試中，如果偶爾產生誤動作，有可能是漏電流產生的錯誤信號引起的。為了防止這種情況發(fā)生，在設計硬件電路時，在輸入端接一個并聯(lián)是阻，并聯(lián)電阻的計算公式。

其中，不同型號的PLC 漏電流值可查閱廠商提供的產品手冊，在硬件電路上做這樣的處理，可有效地避免由于漏電流產生的誤動作。

4 總結

PLC 自動化控制系統(tǒng)的調試可能出現(xiàn)問題帶有很大的隨機性，本文根據(jù)作者的自動化控制系統(tǒng)的調試過程所遇到的問題以及解決的方法，把問題歸結為3 種情況，并提出相應的解決方案，對PLC 設計人員和使用人員有一定參考價值。