时间：2012年6月17日 来源：网络 关键词：PLC 逻辑错误 工业自动控制

　　●最终程序　　下面的程序克服了上述问题，并且通过了基本的测试检查(见图4)。　　它同前面程序不同之处在于把q0.0等变量的管辖范围放宽了，因此一旦q0.0为1，只要主持人按钮不按下，它的值就能继续保持下去。　　

　　3 喷泉程序　　题目：plc在喷泉中的应用　　来源：plc应用技术开发与实践　　编程平台：三菱公司fx2n系列　　问题描述　　(1)喷泉有a，b，c 3组喷头;　　(2)按动开始按钮后，a组先喷，10秒后停，然后b组和c组同时喷;　　(3)b和c喷10秒后b停，再10秒后c停;　　(4)a，b又喷，5秒后，c也喷，持续10秒后全部停;　　(5)再5秒后重返上述(2)到(4)步;　　(6)按动停止按钮后，a，b，c 3组喷头全部停。　　输入输出变量分配：　　x0001：开始按钮　　x0002：结束按钮　　y0001：a组喷头　　y0002：b组喷头　　y0003：c组喷头　　内部继电器：m0—m5　　定时器分配(见图5)：　　t0：a组喷10秒; 0—10　　t1：b，c组喷10秒; 10—20　　t2：c组喷10秒; 20—30　　t3：a，b组喷5秒;30—35　　t4：a，b，c组喷10秒; 35—45　　t5：a，b，c组停喷5秒; 45—50　　同前一程序相比，这一程序中增加了t0，t1等定时器。定时器用t标识，它的上方是定时器变量名，下方是预定的定时延迟。本例使用的是ton类型定时器，这种定时器只要输入端由0转1计时就开始，在计时过程中，输入端必须始终保持为1，一旦定时器到时，它所对应的变量就立即由0转1。在计时过程中，如果输入端转0，则计时停止，定时器到时之后，只要输入端继续为1，那么计时器变量也继续保持为1，一旦输入变0，计时变量也转为0。本例中的定时器按十分之一秒为单位计时。　　这个程序含有三个错误，它的某些喷头在预定停止的时刻没有停止，在预定开始的时刻没有开始。　　程序错误(1)：按照要求程序开始后20秒，c组喷发应该停止，但该程序却没有停止c的喷发。　　原因分析　　c的喷发受到m1，m2和m3的控制，它们分别控制c组的第一，第二和第三次喷发。在第二次喷发结束之后，m2为0，喷发本应停止，但调试中发现c的输出(y0002)继续为1，单步调试发现， 此时m1为1，由此造成c组输出继续。分析发现，产生m1的梯形图有错。应该使用m1来产生反馈，但程序中用了b组的输出变量y0001。 该变量恰好在c组第二次喷发之后重新置1，因此造成了c组继续喷发。将此处改成m1之后这一错误即可消除。　　程序错误(2)：程序开始后50秒，a组喷发应该重新开始，但实际运行中并未开始。　　原因分析：　　这是一个定时时间写错的简单错误。定时器t4设定的时间应为5秒(50)，但梯形图中错写成100(该书指令表程序中也是写50，梯形图中是一个失误)。　　程序错误(3)：在纠正了上面两个错误之后，程序依然无法通过测试。50秒之后，c组不应该开始喷发，但实际运行中喷发。　　原因分析：　　50秒之后，程序进入下一周期。此时程序该如何运行在原书中没有清楚描述，这属于描述不全。根据程序的具体实现，可以看出作者的意图是在50秒之后把整个喷发过程重演一遍。基于这样的理解，程序应该在50秒之后开始a组喷发，但程序运行结果是，不但a组喷发，而且c组也喷发，后一行为不符合规定。　　出现这一现象的原因在于，m0的梯形图中使用了y000来实现反馈。这一错误同第一个错误类似，只是这一方式在一个周期的运行中没有问题，在第二周期中就会出现问题。在该图中用m0取代y000就能消除这一错误。　　在消除了以上问题之后得到梯形图如图6所示。　　

　　4 十字路口交通灯控制程序　　题目：交通灯控制程序　　来源：plc应用技术开发与实践　　编程平台：omron公司cqm1系列　　●任务描述　　工作顺序：启动按钮，南北绿灯，东西红灯，东西绿灯，南北红灯。按此顺序循环。　　时序控制：(90秒周期)　　●主干道　　南北左转灯：绿10秒，黄2秒，红78秒;　　南北直行灯：红10秒，绿30秒，绿闪3秒，黄2秒，红45秒;　　东西方向左转灯和直行灯的工作方式与上相仿，但延迟45秒。人行道灯与主干道直行灯相同。　　●强通控制　　打开强通开关，强通方向绿灯亮，断开强通开关，绿灯闪3秒，恢复正常控制;　　闪烁控制，亮0.5秒，暗0.5秒，持续3秒;　　这个程序比较长，不便全部抄录在此。这里仅指出程序中的几个错误，并列出相关的程序段。　　程序错误(1)：闪烁控制错误。闪烁过程通过一个专门的程序段控制，按要求该程序应该每隔0.5秒输出1，然后0.5秒输出0，不断循环。图7是书中该程序的实现：　　其中只用到tim050一个定时器，计时单位为十分之一秒。omron的tim型定时器的工作方式同西门子ton型定时器相仿，当输入为1时启动计时，一旦输入转0，立即停止计时，定时器变量输出复位为0。　　起始状态tim050的值为0，取反后送入定时器1，启动计时，5个单位之后到时定时器产生信号1。该信号经反馈之后，把0送入定时器，这一输入值立即把定时器输出重新变为0。因此，该段程序只能产生非常短暂的1，而不是持续0.5秒的1。当该信号用于驱动绿灯时，无法产生正常的均匀闪烁效果。　　程序修正(见图8)　　

　　这里用了两个定时器，当第一个定时器tim050到时之后，它的输出信号1送到第二个定时器tim051启动后者计时。但tim051需要5个单位之后才能到时，在这段时间内，tim050依然的输入依然是1，因此它能够把1继续保持0.5秒，由此产生一个均匀的每隔0.5秒变化的脉冲。　　程序错误(2)：在系统初始启动阶段，南北方向绿灯亮，但东西方向的左转红灯和直行红灯没有同时点亮　　原因分析：由于相关程序比较长，不便在这里展示，这里我们仅分析一下出错的原因及解决的办法。原程序中采用顺序启动各个颜色灯的方法。即左转绿灯10秒后启动直行绿灯，30秒后绿闪，2秒后黄灯，然后55秒红灯。然而，按这一顺序运行时，一开始南北直行红灯的10秒缺掉了，东西左转红灯45秒漏了，最后东西直行红灯55秒也漏了。要改变这一情况，需要改变后一程序，同时再引入两个定时器，把红灯控制切分成两段完成。　　可能人们认为上一个问题不算严重，因为原来程序在启动一分钟之后就能达到正常。但下面的强通控制的错误确是比较严重的。所谓强通是指紧急车辆到达路口时，人工控制按下相应方向的强通开关，使得这一方向的绿灯亮，另一方向亮红灯。紧急车辆过去之后，强通开关方块，强通方向绿灯闪动三下之后，恢复原来的系统运行。　　程序错误(3)：强通按钮放开之后，按规定强通方向绿灯应该闪烁三下，然后熄灭，但实际情况是绿灯没有按照规定闪烁和停止，而是持续发亮。　　原因分析：　　我们以东西向直行绿灯控制程序段为例分析这一问题。　　该程序中100.12为控制东西向绿灯的输出变量。该方向的强通通过hr0.00控制，强通按钮按下之后，该变量为1，从而引起100.12输出为1，绿灯亮。强通按钮放开之后，这条通路切断，hr0.01变为0之后，hr0.03会变为1，过程在这里略去。hr0.03所在的通路将产生一个3秒钟的闪烁脉冲。编程者的意图是通过它在结束强通之后制造一个绿灯闪烁过程。然而，由于变量100.12的反馈存在，一旦该变量为1，它将自动地继续保持为1。只有两种方式可以使它恢复为0，一种是30秒定时器到时(tim010)，另一个是另一方向的强通信号hr0.01。在同方向强通信号结束之后，一般情况下，上述两个信号均不会转为1，因此绿灯无法马上停止。系统并不产生规定的效果。　　这是一个比较严重的错误，因为此处本应经过绿灯闪烁转为红灯，但系统却始终保持绿灯。这样的系统是无法接受的。　　这一问题的解决比较复杂一点。由于我们的主要任务是发现错误，此地我们不再讨论如何修正这一错误的问题。　　

　　5 第二个十字路口交通灯控制程序　　本节讨论另一本书上的交通灯控制程序中的错误。这一程序没有处理强通控制这样的复杂问题，但是人行道控制同主干道控制分开处理，结果在人行道控制上出现了错误。　　题目：交通灯控制程序　　来源：plc应用开发实用子程序　　编程平台：西门子s7-200　　时序控制：(90秒周期)　　南北主干道 左转绿10秒，绿30秒，绿闪3秒，黄2秒，红45秒;　　东西人行道：红13秒，绿27秒，绿闪3秒，红47秒;　　东西主干道： 红45秒，左转绿10秒，绿30秒，绿闪3秒，黄2秒;　　南北人行道：红58秒，绿27秒，绿闪3秒，红2秒。　　注：　　(1)绿闪包括转向绿灯和转向绿灯;　　(2)东西人行道指东西两端的人行道。　　测试显示该程序时序上运行正确，但是在关机时出了问题。　　程序错误：按下系统停止开关，大部分灯都熄灭，但两个方向的人行道上亮起红灯。　　程序分析：　　我们以控制东西方向人行道红灯的变量q1.3的计算为例进行分析。下面把相关程序段专门抽出来进行分析(见图10)。　　

　　图中可见，当m0.4为0 时q1.3将输出1。当t7，t8为0时m0.4必定为0。系统停止开关是i0.2，它按下之后会使m0.1变为0，该变量是控制系统活动的主要变量，它变为0将使一系列变量变为0，也包括t7和t8。然而这样做却没有关掉东西两端人行道的红灯。南北两端人行道红灯采用的是类似程序，因此也没有关掉。　　程序修正：　　只需把m0.1直接加入到人行道红灯的控制中即可。　　6 结束语　　本文分析了来自两本plc教材的4个程序例子，从中找出大大小小8个错误，并对这些错误的原因进行了分析。我们希望这个分析能够帮助程序员减少编程错误。　　本文目的是为了揭示plc程序错误的普遍性。这些错误不能简单归咎于作者的失误，主 要原因是编程模式的复杂性以及测试手段的缺乏。　　失误是人类的普遍行为。对于计算机程序这样复杂的对象，出错经常出现。程序编制过程本身就是一个不断尝试不断纠正错误的过程。然而，在plc领域，离线的调试工具比较薄弱，迄今为止最好的调试方式依然是现场调试，但是这一方式过于耗费时间，而且一般教师和学生都没有这样的条件。这是程序错误率高的根本原因。
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