近年來,， 隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高,， 適用于開關(guān)量邏輯順控的PLC無得到了廣泛應用， 有關(guān)PLC的應用研究也大量出現(xiàn),。但這些研究成果大多局限于PLC在各種控制場合中的應用情況,， 如控制系統(tǒng)構(gòu)成、基本性能等,， 而PLC程控系統(tǒng)的程序調(diào)試則少有涉及,。

　　程序調(diào)試是程控系統(tǒng)投人運行前的重要階段， 通過程序調(diào)試對系統(tǒng)的組態(tài)及邏輯功能逐步進行修改和完善,， 以更好地滿足現(xiàn)場實際運行要求,。就筆者掌握的情況來看， 目前不少調(diào)試人員不是把程序調(diào)試作為一項系統(tǒng)性工作來對待,， 而是隨心所欲,， 未能對各種運行情況給予全面考慮， 給現(xiàn)場安全運行帶來了隱患,。本文結(jié)全筆者對PLC程控系統(tǒng)的實際調(diào)試經(jīng)驗,， 提出了一套完整的調(diào)試方法， 在用戶程序編制以后,， 分階段依次進行實驗室調(diào)試,、制造廠調(diào)試和現(xiàn)場調(diào)試。調(diào)試手段由淺入深,， 有效避免了問題的發(fā)生,， 并與設備制造工期相配合， 具有調(diào)試時間短、調(diào)試成本低的特點,。

　　1 調(diào)試步驟與方法

　　PLC 系統(tǒng)的程序調(diào)試可分為以下三個步驟,。

　　1.1 實驗室調(diào)試

　　在實驗室中即可進行， 主要完成以下工作：

　　編程器不與PLC 相連,， 僅在離線狀態(tài)下,， 通過使用編程軟件中的“ 文件檢查” 功能檢查程序是否與其組態(tài)相匹配、是否有重復輸出線圈,、各種參數(shù)值是否超出設定范圍及基本語法錯誤,。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的任何錯誤均顯示相應的錯誤代碼， 調(diào)試人員可查找用戶手冊確定錯誤內(nèi)容并及時修改,。

　　編程器只與PLC 主機在線聯(lián)絡,， 此時可以檢查通信口參數(shù)的設置、PLC和I/O狀態(tài)設置,， 還可將各控制功能程序塊提出,， 排除其它程序的干擾， 對輸入信號和中間接點信號進行狀態(tài)強制,， 觀察相應的輸出接點變化是否滿足程序設計的邏輯要求,， 對程序邏輯進行初步檢查。

　　由于實驗室調(diào)試只需編程器和Pl刃主機,， 設備較少,， 接線簡單， 調(diào)試非常方便,， 可對程序中各功能單元進行局部測試,。

　　1.2 制造廠調(diào)試

　　在程控設備成套廠對整個PLC系統(tǒng)進行調(diào)試。首先,， 待系統(tǒng)上電后,， 通過觀察CPU模塊和各接口模塊的指示燈， 檢查CPU和總線接口的狀態(tài)是否正常,， 系統(tǒng)能否正常運行,。同時檢查實際PLC系統(tǒng)與程序“ 通信管理表I/Omap”中遠程站及站中模塊的設置是否一致， 以及系統(tǒng)的通信配置是否滿足要求,。至此,， 整個PLC系統(tǒng)的配置基本確定。

　　接下來用撥碼開關(guān)制成仿真器連接到輸入模塊的接點上,， 然后根據(jù)輸人信號,、現(xiàn)場反饋信號（ 如限位開關(guān)的通斷） 的先后順序撥動相應的開關(guān)， 模擬實際運行情況,， 將實驗室調(diào)試完畢的各控制功能程序塊連接起來,， 并觀察編程器及輸出模塊上是否有相應的順序輸出,， 以此考核H 尤的編程動作是否滿足邏輯要求。調(diào)試時同樣應充分考慮各種可能情況,， 在系統(tǒng)不同的工作方式下,， 對邏輯圖中的每一條支路、各種可能的進展路線都應逐一檢查,， 直至在各種可能情況下輸人與輸出之間的關(guān)系完全符合邏輯要求,。在程序編制時有些計時器設定值較大， 為縮短調(diào)試時間,， 程序調(diào)試時可將設定值減小,， 待模擬調(diào)試結(jié)束后再寫人其實際設定值。在設計和模擬調(diào)試程序的同時,， PLC之外的其它控制設備（如控制臺,、繼電器屏等） 的制作、接線工作可同時進行,， 以縮短生產(chǎn)周期,。經(jīng)制造廠調(diào)試后,， 應用程序的整體邏輯功能可認為基本通過,。

　　1.3 現(xiàn)場調(diào)試

　　PLC裝置在現(xiàn)場安裝后， 要進行聯(lián)機調(diào)試,， 將程控系統(tǒng)與檢測設備及執(zhí)行機構(gòu)連接在一起,， 通過實際操作觀測現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)， 并根據(jù)現(xiàn)場實際情況及運行人員的要求對所編程序進行修改,， 使之與現(xiàn)場設備更為緊密地結(jié)合在一起,， 直至整個程控系統(tǒng)良好運行。這一方面要求調(diào)試人員對程序邏輯十分清楚,， 另一方面還要熟悉所有被控設備的工作原理,。這部分工作量比較大， 也是程序調(diào)試的關(guān)鍵,。下面以火電廠輸煤程控系統(tǒng)為例,， 進行具體分析說明。

　　程控系統(tǒng)外圍接口檢查

　　在火電廠輸煤程控系統(tǒng)進行現(xiàn)場調(diào)試時,， 首先對皮帶傳感器信號,、擋板到位信號、犁煤器上下位信號,、高低煤位信號及設備狀態(tài)等所有現(xiàn)場輸人信號線路進行測試,。由現(xiàn)場發(fā)來模擬信號， 在控制室中依次觀察對應的輸人繼電器,、輸人模塊及編程器中該接點的狀態(tài)是否一致,。如不一致可順序排查找出故障點， 并及時排除。

　　對輸出信號線路的測試可以在編程器中對設備啟停,、犁煤器抬落等輸出信號進行強制,， 然后順序觀察輸出模塊、輸出繼電器及就地接點的狀態(tài),， 并保持一致,。

　　經(jīng)過上述輸入、輸出信號測試即可保證程控系統(tǒng)接線正確無誤,， 下一步對整個輸煤系統(tǒng)進行程序調(diào)試,， 根據(jù)現(xiàn)場設備的實際運行情況， 對程序作出相應修改,， 最終得到針對現(xiàn)場設備的應用程序,。

　　現(xiàn)場調(diào)試時經(jīng)常遇到到貨設備與原設計不一致的情況， 此時應根據(jù)實際設備的原理接線對其控制程序進行修改,， 同時還應全面考慮對與之有聯(lián)鎖關(guān)系的其它設備是否產(chǎn)生影響; 另外,， 當某個現(xiàn)場信號不可靠時可以考慮采用其它信號代替， 如速度信號對皮帶來說必不可少,， 但經(jīng)常工作不穩(wěn)定,， 這時可采用運行信號加一定時間的延時來代替。雖然從本質(zhì)上講兩者有一定差別,， 但從實際運行效果出發(fā),， 這種替代做法尚行得通; 暫停I/O服務指令可通過程序?qū)⒖刂破髋c現(xiàn)場隔開， 免除拆除接線或切除外部電源,， 給調(diào)試程序帶來極大方便,。用戶程序必須經(jīng)過一定時間的運行考驗， 才可以投入實際現(xiàn)場工,。

　　2 數(shù)字濾波與軟件容錯技術(shù)在程序調(diào)試中的應用

　　PLC現(xiàn)場調(diào)試過程中,， 經(jīng)常會出現(xiàn)意想不到的干擾信號， 給實時控制和測量系統(tǒng)帶來一定偏差,。除采用硬件措施提高系統(tǒng)的抗干擾能力外,， 筆者還利用PLC計算速度快的特點， 充分發(fā)揮軟件的優(yōu)勢,， 保證系統(tǒng)既不因干擾而停止工作,， 又能滿足工程所要求的精度和速度， 其中數(shù)字濾波和軟件容錯技術(shù)是程序調(diào)試中兩種經(jīng)濟,、有效的方法,。

　　2.1 數(shù)字濾波

　　對于較低信噪比的模擬量信號， 常常因現(xiàn)場瞬時干擾而產(chǎn)生較大波動,， 如果僅用瞬時采樣值進行控制計算,， 就會產(chǎn)生較大誤差,， 因此本人采用了數(shù)字濾波方法。現(xiàn)場信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)殡x散的數(shù)字量信號,，然后將形成的數(shù)據(jù)按時間序列存人PLC內(nèi)存,， 再利用數(shù)字濾波程序?qū)ζ溥M行處理， 濾去噪聲部分獲得單純信號,。實用的數(shù)字濾波方法有： 平均算法濾波,、峰值剔除濾波和中值濾波三種方法， 在實際應用中可單獨使用某一種方法,， 也可幾種方法同時使用,， 以收到更好的效果。其在控制系統(tǒng)中的位置如圖1所示,。

　　再以火電廠輸煤程控系統(tǒng)為例,， 筆者在現(xiàn)場調(diào)試時對設備工作電流、皮帶秤煤量,、碎煤機溫度及振動,、煤倉煤位等模擬量信號采取了平均值濾波的方法進行預處理， 對輸人信號采用10次采樣值的平均值來代替當前值,， 但并不是通常的每采樣10次求一次平均值,，而是每采樣一次就與最近的9次歷史采樣值相加， 即

　　2.2 軟件容錯

　　由于電廠輸煤系統(tǒng)及其它工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境通常比較惡劣,， I/O信號傳送距離也較長,， 常常會使傳送的信號產(chǎn)生錯誤,， 出現(xiàn)一些程序編制時考慮不到的干擾信號,。為提高系統(tǒng)運行的可靠性， 使PLC在信號出錯的情況下能發(fā)現(xiàn)錯誤,， 并能排除錯誤的影響繼續(xù)工作,， 筆者在火電廠輸煤程控系統(tǒng)調(diào)試中采取了以下軟件容錯措施：

　　在目前現(xiàn)場設備信號不是完全可靠的情況下，對于非嚴重影響設備運行的故障信號,， 為防止輸人接點的抖動或接觸不良而產(chǎn)生“ 偽報警” ,， 在程序調(diào)試時采取不同時間的延時判斷。若延時后仍不消失,， 再執(zhí)行相應動作,。如皮帶的打滑、跑偏等信號,， 最后在調(diào)試時均設定不同時間的延時;

　　充分利用各種信號間的組合邏輯關(guān)系構(gòu)成條件判斷,， 使個別信號出現(xiàn)錯誤時， 不會因錯誤判斷而影響系統(tǒng)正常的邏輯功能,， 使程序能夠順利執(zhí)行下去,。

　　如皮帶的打滑,、跑偏及拉繩開關(guān)等故障信號均與皮帶運行信號串聯(lián)使用， 即只有皮帶啟動后才能發(fā)揮作用,。若單純使用故障信號則可能無法啟動皮帶,。這種方法在現(xiàn)場調(diào)試時具有很大的靈活性;

　　在國內(nèi)一些輸煤控制程序中， 皮帶的啟,、停信號,， 犁煤器的抬犁、落犁等輸出信號普遍采用定時脈沖信號,， 這樣容易造成信號保持與設備響應之間的不協(xié)調(diào),， 即設備已經(jīng)響應但信號仍然保持， 或設備尚未響應但信號已經(jīng)消失,。本文采用設備到位的反饋信號來切斷動作回路,， 有效地解決了某些現(xiàn)場設備動作不可靠的問題。通過設備對輸出信號的響應切斷其控制回路,， 使控制軟件與現(xiàn)場設備更為緊密地結(jié)合起來,。

　　出于在現(xiàn)場調(diào)試時系統(tǒng)硬件配置已經(jīng)確定， 對其增加和修改都比較困難,， 而從軟件方面考慮無須增加任何硬件,， 可充分發(fā)揮計算機軟件優(yōu)勢， 經(jīng)濟實用,， 可根據(jù)不同

　　出于在現(xiàn)場調(diào)試時系統(tǒng)硬件配置已經(jīng)確定,， 對其增加和修改都比較困難， 而從軟件方面考慮無須增加任何硬件,， 可充分發(fā)揮計算機軟件優(yōu)勢,， 經(jīng)濟實用， 可根據(jù)不同的具體情況采用不同的容錯技術(shù),， 使用方便,、靈活， 可作為硬件容錯的補充,， 進一步提高系統(tǒng)抗干擾能力?，F(xiàn)場實際應用表明， 數(shù)字濾波和軟件容錯技術(shù)在程序調(diào)試中必不可少,， 且行之有效,。

　　3 結(jié)論

　　上述PLC系統(tǒng)調(diào)試方法雖然以火電廠輸煤程控系統(tǒng)的調(diào)試經(jīng)驗為依據(jù)， 但同樣適用于其它控制場合及不同規(guī)模的程控系統(tǒng),， 因此具有廣泛的推廣應用價值,。若能嚴格按照以上調(diào)試步驟， 并合理運用各種調(diào)試方法,， 將有助于解決調(diào)試過程中遇到的各類問題,， 提高調(diào)試效率,， 收到事半功倍的效果。