PLC 自動控制系統調試研究

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，有時出現這樣的情況，一個軟件系統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 設計一個控制系統時，一個最重要的參數就是時間，PC 執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，對設計和調試控制系統無疑非常重要。

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

時間監視器是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的購置，I/O 的點數，程序中使用的指令及外圍設備的連接，當一個系統的硬件設計定型后，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決定，在砌塊成型機自動控制系統調試過程中發生這樣的情況，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，通知控制系統可以完成下一個成型過程。

單從程序的執行順序上考察，控制時序的安排是正確的，可是，在調試的過程中發現，系統實際的控制時序是，當第一個成型過程完成后，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，未發現錯誤，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是一個龐大的系統，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，定時器的點數不同)。其中，保持繼電器實現的是記憶的功能，記憶著機械系統的運轉狀況，控制系統的運轉的正常時序，在時序的控制上，為實現控制的安全性，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、計數器、高速計數器強制復位，在控制系統的調試中發現，如果使用保持繼電器，定時器，計數器、高速計數器次數過多，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、計數器復位，從而導致控制系統不能正常運轉，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生，在設計硬件電路時，在輸入端接一個并聯是阻，并聯電阻的計算公式。

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 自動化控制系統的調試可能出現問題帶有很大的隨機性，本文根據作者的自動化控制系統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。