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可編程控制器PLC的時序和調試工具

時間:2020-02-05 17:33來源:未知 作者:admin 點擊:
PLC的時序和調試工具--PLC工程師必備的概念和工具分析
在分析繼電器控制邏輯或者模擬電路時,只需要考慮信號之間的相互關系,很少考慮先后順序,因為在這些系統里,信號是以光速傳播的,結果會立即生效,將結果反饋給前端進行輸入,沒有延遲。
 
但是,對于PLC來說,它的核心是一個CPU。和所有的計算機一樣,程序指令的執行是有先后順序的,并且是一遍一遍循環掃描的。在一次掃描的過程中,后續的結果不能立即被前面的程序所使用的,必須等到下一次掃描,才能有效。因此,編制PLC程序時,尤其是復雜邏輯時,必須有清晰的時序概念(時序,就是按照時間先后順序的意思)。學習PLC時,時序是一塊重要內容。
 
舉個排水泵自動控制的例子(僅給出自動相關的I/O點),其工作原理:輸入有低液位和高液位兩個開關信號(都用浮子開關檢測,浮子抬起時,信號為高電平,低頭時,信號為低電平),輸出為泵啟動的信號。PLC里梯形圖只用一段簡單程序就可以實現高液位啟動,低液位停止的功能,其邏輯和工作時序,如圖1所示。

圖1 水泵邏輯及工作時序圖
 
對于PLC的調試,首先要用PLC編程軟件。這些編程軟件都能夠監控各個變量、程序圖的狀態,這是基本功能,否則是不能進行調試的。對于大部分慢的、簡單的邏輯,編程軟件的基本功能就足夠完成調試任務。
 
但是,如果邏輯比較復雜,跨很多頁面,或者信號變化很快,單靠肉眼觀察實時狀態,并進行邏輯思考,是非常困難的。編程軟件大部分會提供變量監控表,將需要關心的變量都放進去,點擊監控,即可實時刷新狀態,這可以一定程度解決大量變量監控的問題。但是,對于復雜邏輯或者變化速度較快的程序,就需要借助時序圖的工具,將變化過程記錄下來,在事后慢慢分析。
 
還說上面水泵控制的簡單例子,如果遇到一個現象,水泵啟動后,偶爾會在到達低液位前停止,什么原因呢?可能是低液位信號抖動,也可能是輸出的接線松動等,這時候如果能得到當時的時序圖,就很容易判斷了。如果時序圖如圖2所示,我們就可以判斷是低液位信號不可靠導致,去檢查低液位信號的接線或者浮子開關即可。如果時序圖如圖3所示,則需要檢查控制命令的輸出接線和電機主回路。
圖2 水泵控制時序圖1
圖3 水泵控制時序圖2
 
可惜,大部分的編程軟件是不提供時序圖功能的。還好,現在有一些第三方的錄波軟件,可以實現時序錄波功能。第三方通用錄波軟件是指那些非PLC廠家開發的,能對多種PLC進行連續錄波的軟件(有些只能對單一PLC進行錄波),比較常見的是PLC-ANALYZER、IBA。這兩個軟件都是國外的軟件,價格昂貴,無免費使用部分。一般PLC工程師無法承受。國內也出現了一些與IBA類似的錄波軟件,比如京城瑞達的錄波軟件,價格也較高,且只隨項目銷售。國內新出現的PLC-Recorder錄波軟件,與PLC-ANALYZER風格、性能類似(主界面見圖4),但是價格極其低廉,且其80%的功能都可以長期免費使用。
圖4 國內某錄波軟件的主界面
 
除了程序調試和故障排查,錄波軟件還能用于記錄用戶關心的數據,用于后續分析,比如:記錄電機的電流曲線,可以用于觀察啟動過程是否正常。記錄流量、壓力等工藝參數,查看生產是否穩定、傳感器是否正常、閉環控制器性能是否合適等等。記錄的數據如果和生產節奏等有關,則可以導出后,用于生產效率、控制過程等分析。
 
總的來說,PLC工程師一定要有時序概念,并掌握錄波和分析波形的工具。由于波形里包含著大量信息,因此,利用錄波軟件進行編程調試可以起到事半功倍的效果。
(責任編輯:admin)
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