專利名稱：一種plc虛擬調(diào)試方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)試方法，尤其是一種PLC虛擬調(diào)試方法，屬于PLC控制技術領域。
背景技術：
生產(chǎn)設備自動控制中，匯編語言的程序編制非常重要，一旦出錯，輕則導致設備停機，重則導致設備故障或人生傷害，因此PLC程序的必須在生產(chǎn)前進行大量的調(diào)試，以減少生產(chǎn)正常進行因為程序結構問題導致得生產(chǎn)延誤。然而長期以來，對于PLC程序的調(diào)試主要依賴編程人員的采用現(xiàn)場模擬調(diào)試，即對于現(xiàn)場開關量用特制的短接端子箱和信號發(fā)生器對相關信號進行模擬。這類方法雖然能夠模擬現(xiàn)場的實際運行情況，但是需要人為控制，且不能實現(xiàn)聯(lián)動調(diào)試。所以經(jīng)常出現(xiàn)因為調(diào)試不充分，導致投產(chǎn)后PLC程序漏洞多，故障頻次高，生產(chǎn)無法進入正常穩(wěn)定運行狀態(tài)，而且有些故障會在投產(chǎn)較長時間后因偶發(fā)因素引起，常常導致出現(xiàn)重大事故。檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮镃N200710053186.7的中國專利申請公開了一種脫離計算機現(xiàn)場調(diào)試PLC的方法，觸摸屏和電站控制器經(jīng)通信線連接后通過預編程序?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場調(diào)試PLC,打破傳統(tǒng)的借助計算機和通訊電纜現(xiàn)場調(diào)試PLC程序的方式，這種方式實際是實現(xiàn)利用外接的觸摸屏，把PLC內(nèi)部的控制參數(shù)固化在觸摸屏的界面上，然后強制這些控制參數(shù)的狀態(tài)，來驅(qū)動現(xiàn)場的PLC的調(diào)試和運行，雖然比用端子箱和信號發(fā)生器進行人工調(diào)試簡單，并且直觀，但依然需要人工操控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術存在的缺點，提出一種無需借助外界設施即可自動進行的PLC虛擬調(diào)試方法。申請人:經(jīng)過較深入的研究和實踐后認識到:PLC程序正常運行的實質(zhì)就是PLC在啟動條件滿足后，按照其結構程序的梯級一步步按邏輯運行，其中維持程序運行的有:內(nèi)部變量和外部變量，外部變量又分模擬量(壓力、溫度、高度等用電壓信號或毫安信號表示其大小的)和開關量(電燈的開啟、停止，行程的到位等可以用0、1表示狀態(tài)的量)。而內(nèi)部變量通常指:聯(lián)系外部變量、并維持結構程序自動運行的、由PLC系統(tǒng)自定義的變量，通常由外部變量觸發(fā)(例如計時、計數(shù)等其他內(nèi)存變量)，即當外部變量發(fā)生變化時，引起一個或幾個內(nèi)部變量的變化。按照順序控制原理，PLC程序一步步運行，但是通常一個外部變量會影響其他幾個內(nèi)部變量的狀態(tài)，PLC調(diào)試的目的就是投用前，確保PLC程序充分運行，發(fā)現(xiàn)其程序中的不足或者對現(xiàn)場控制參數(shù)考慮不全面之處，從而通過程序修訂，使其盡可能完善，保證運行穩(wěn)定性與可靠性，減少正式運行后因為PLC程序的不完善而導致的停機、停產(chǎn)的事故。為了達到以上目的，申請人總結歸納出本發(fā)明PLC虛擬調(diào)試方法的基本技術方案為:在PLC原有程序模塊的外部變量檢測步驟之前插入使PLC對應檢測輸入端口生成相應反饋信號的外部變量虛擬單元。當對應外部變量為開關量時，插入的所述外部變量虛擬單元為生成PLC對應檢測輸入端口相應開關反饋信號的虛擬開關信號單元；當對應外部變量為模擬量時，插入的所述外部變量虛擬單元為生成PLC對應檢測輸入端口相應脈沖反饋信號的虛擬模擬信號單元。這樣，當PLC原有待調(diào)試程序運行后，可以在執(zhí)行檢測外部變量的步驟時，由程序本身產(chǎn)生所需的虛擬反饋信號，從而根據(jù)反饋信號繼續(xù)后續(xù)程序，進而可以通過監(jiān)測是否輸出后續(xù)的預計信號觀測到待調(diào)試程序是否達到預期效果，并酌情進行必要的修訂，直至調(diào)試結束。不難理解，采用本發(fā)明后，無需借助任何外界設施，即可使PLC程序在實際生產(chǎn)前的實驗室即可充分調(diào)試，從而提前發(fā)現(xiàn)并排除PLC程序的不足和運行故障。


下面結合附圖對本發(fā)明技術方案作進一步的說明。圖1為本發(fā)明一個實施例的PLC控制標的示意圖。圖2為PLC模擬開關量動作程序梯形圖示意圖。圖3為PLC模擬模擬量變化程序梯形圖示意圖。
具體實施例方式實施例一本實施例的PLC實際的控制標的為圖1所示的反應爐，該反應爐工作過程如下:當液位低于下液位傳感器25、溫度低于溫度傳感器26下閾值、壓力低于壓力傳感器23下閾值，啟動控制排氣閥19和進料閥20打開；液面上升至上液位傳感器24，控制關閉排氣閥19和進料閥20，延時3秒打開氮氣閥21，反應爐內(nèi)壓力上升到高于壓力傳感器23上閾值，控制關閉氮氣閥21，控制電加熱器24加熱，溫度上升至高溫傳感器26，保溫4S;待溫度降至溫度傳感器26下閾值，排氣閥19打開開始排氣，氣壓低于壓力傳感器23下閾值，打開泄放閥22，待液位下降到下液位傳感器24，關閉排氣閥19和泄放閥22。傳統(tǒng)的PLC程序調(diào)試方法要用外接裝置，把上述傳感器的開關量接點送入PLC，需要人工一個個的合上裝置，模擬現(xiàn)場傳感器的接點，當需要下一個步驟時，必須再去合上相關的其他接點信號，在需要出現(xiàn)溫度升高時，再通過模擬量信號發(fā)生器。有幾個模擬量就需要幾個信號發(fā)生器，所以傳統(tǒng)的調(diào)試方法不能保證程序的連續(xù)運行，只能一行一行的反復調(diào)試，十分麻煩。為了實現(xiàn)不借助現(xiàn)場設備或外部裝置的虛擬調(diào)試，申請人在PLC原有程序模塊檢測外部變量——液位是否低于下液位傳感器、溫度是否低于溫度傳感器下閾值、壓力是否低于壓力傳感器下閾值步驟之前，插入外部變量虛擬單元——使PLC對應檢測輸入端口生成相應反饋信號一液位低于下液位傳感器、溫度低于溫度傳感器下閾值、壓力低于壓力傳感器下閾值(實質(zhì)為虛擬三個傳感器輸入為“I”的信號)，進而監(jiān)測PLC是否輸出控制排氣閥和進料閥打開的信號；之后在檢測液面是否上升至上液位傳感器的步驟之前，插入使PLC對應檢測輸入端口生成低于此液位的反饋信號，進而監(jiān)測PLC是否輸出關閉排氣閥和進料閥的控制信號；依此類推，直至完成整個反應爐的控制程序。當對應外部變量為開關量時,插入的所述外部變量虛擬單元為生成PLC對應檢測輸入端口相應開關反饋信號的虛擬開關信號單元；當對應外部變量為模擬量時，插入的所述外部變量虛擬單元為生成PLC對應檢測輸入端口相應脈沖反饋信號的虛擬模擬信號單元。這樣，不需要外接裝置，只需要在按啟動按鈕時，按照梯級要求，自動形成三個傳感器為“I”的信號，程序正常就會有排氣閥和進料閥輸出的PLC信號。當打開排氣閥和進料閥后，以按時間累積的脈沖對模擬量進行虛擬，從而反映液位慢慢上升。依次類推，使整個程序的調(diào)試一氣呵成，不需要人工借用工具進行調(diào)試。當發(fā)現(xiàn)問題時，可以及時修訂或調(diào)整程序。為了進一步說明有關問題，在圖2和圖3中:1表不開動作梯形圖、圖中2表不關動作梯形圖、圖中3表示開動作輸出點、圖中4表示調(diào)試斷開控制點、圖中5表示開到位信號輸出、圖中6表示調(diào)試短路故障點，圖中7表示關動作輸出點、圖中8表示關過程調(diào)試斷開控制點、圖中9表示關到位信號輸出、圖中10表示關過程調(diào)試短路故障點；圖中11表示模擬量加計數(shù)梯形圖示意圖，圖中12表示模擬量減計數(shù)梯形圖示意圖，圖中13表示加、減計數(shù)脈沖產(chǎn)生過程的計時器梯形圖示意圖、圖中14表示模擬量變化觸發(fā)條件，圖中15表示時間功能塊的常閉計時器到位點，圖中16表示計時器功能塊、圖中17表示加計數(shù)功能塊，圖中18表示減計數(shù)功能塊、圖中19表示時間的分度單位，其作用是表示多長時間加減功能塊運算一次。在PLC整體結構完善的基礎上，通過固定設備對PLC模板構架進行檢測，即利用開關量短接裝置和信號發(fā)生器對PLC架構進行檢查，從外部配線端子到PLC的CPU是否能檢測到該信號通道進行檢查，確保系統(tǒng)的配置正確。只有在配置正確的基礎上，在PLC系統(tǒng)進入生產(chǎn)安裝和生產(chǎn)后，才能保證系統(tǒng)的正確性。在PLC系統(tǒng)配置正確的情況下，系統(tǒng)的主程序編制完成的情況下，進行聯(lián)動調(diào)試，在調(diào)試過程中，不需要改動PLC的主程序，只需要增加兩個子程序，即開關量模擬程序和模擬量模擬程序(圖2、圖3類似的程序)，然后對開關量模擬程序(類似于圖2)。開關量模擬程序由動作觸發(fā)(圖中3、7)，即按順控指令發(fā)出設備動作指令(圖中3、7)，例如:閥門的開動作(圖中3)，則編制的開關量調(diào)試程序中，該梯級中同時串入一個調(diào)試斷開控制點(圖中4)，同時并聯(lián)一個調(diào)試短路故障點(圖中6)，然后開出一個到位信號(圖中5)，該信號不是實際現(xiàn)場信號的輸入，而是一個實際信號的模擬輸入，這樣的控制效果就達到理想現(xiàn)場模擬狀態(tài)，即模擬設備有開動作指令后，然后設備動作，最后到達最大開度，實現(xiàn)開到位信號反饋。該梯級程序的還包含兩個故障模擬功能，即“調(diào)試斷開控制點”(圖中4)和“調(diào)試短路故障點”(圖中6)來模擬因為故障原因?qū)е碌男盘柌荒艿轿换蛘咝盘柍］敵龅墓收蠣顟B(tài)。這些點是一個整字或者雙整字的位，通過編制一個累加或者累減程序可以自動進行故障模擬，檢驗程序自動運行的故障提示或者報警狀況。編制一段模擬量調(diào)試程序，即在模擬量被改變的觸發(fā)位被觸發(fā)的情況下(圖中14)，按照設定的時間分度進行模擬量值的累計運算(圖中11、12)，模擬實際現(xiàn)場實際重量或者壓力等的變化，改變該時間分度(圖中19)可以模擬現(xiàn)場模擬量變化速度，從而實現(xiàn)模擬整個系統(tǒng)的變化速度，達到提前考核功能精度。在開關量和模擬量實現(xiàn)了現(xiàn)場實際模擬的基礎上，整個PLC系統(tǒng)的外圍就實現(xiàn)了模擬，在外部條件滿足的基礎上，就可以實現(xiàn)全PLC系統(tǒng)全序結構的調(diào)試，從而發(fā)現(xiàn)不足之處，及時采取措施，避免或者至少減少PLC系統(tǒng)投產(chǎn)后的故障。除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
權利要求
1.一種PLC虛擬調(diào)試方法，其特征在于:在PLC原有程序模塊的外部變量檢測步驟之前插入使PLC對應檢測輸入端口生成相應反饋信號的外部變量虛擬單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的PLC虛擬調(diào)試方法，其特征在于:當對應外部變量為開關量時，插入的所述外部變量虛擬單元為生成PLC對應檢測輸入端口相應開關反饋信號的虛擬開關信號單元。
3.根據(jù)權利要求1所述的PLC虛擬調(diào)試方法，其特征在于:當對應外部變量為模擬量時，插入的所述外部變量虛擬單元為生成PLC對應檢測輸入端口相應脈沖反饋信號的虛擬模擬信號單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種PLC虛擬調(diào)試方法，屬于PLC控制技術領域。該方法在PLC原有程序模塊的外部變量檢測步驟之前插入外部變量虛擬單元；當對應外部變量為開關量時，插入的所述外部變量虛擬單元為生成PLC對應檢測輸入端口相應開關反饋信號的虛擬開關信號單元；當對應外部變量為模擬量時，插入的所述外部變量虛擬單元為生成PLC對應檢測輸入端口相應脈沖反饋信號的虛擬模擬信號單元。采用本發(fā)明后，無需借助任何外界設施，即可使PLC程序在實際生產(chǎn)前的實驗室即可充分調(diào)試，從而提前發(fā)現(xiàn)并排除PLC程序的不足和運行故障。
文檔編號G05B19/05GK103163816SQ20111042233
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權日2011年12月15日
發(fā)明者季益龍 申請人:上海梅山鋼鐵股份有限公司