可編程邏輯控制器系統(tǒng)調(diào)試與測試

宋會良+李京華+景海寧

摘 要：伴隨社會及科技的全面發(fā)展， 可編程邏輯控制器在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，我們將從可編程邏輯控制器硬件電路調(diào)試、下位機程序調(diào)試、上位機程序調(diào)試以及系統(tǒng)聯(lián)機可編程邏輯控制器調(diào)試等幾個主要內(nèi)容對其予以分析。文章將以試論可編程邏輯控制器系統(tǒng)調(diào)試與測試作為切入點，在此基礎(chǔ)上予以深入的探究，相關(guān)內(nèi)容如下所述。

關(guān)鍵詞：可編程邏輯控制器；下位機；上位機；抗干擾

中圖分類號：TM571.2 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）03-0171-02

Abstract： With the development of society and technology， programmable logic controller has been widely used in many fields. We will analyze the programmable logic controller hardware circuit debugging， the lower computer program debugging， the host computer program debugging and the system on-line programmable logic controller debugging and so on. This paper will try to test and debug the programmable logic controller system as a starting point， on the basis of this in-depth exploration， the relevant content is described below.

Keywords： programmable logic controller； lower computer； upper computer； anti-interference

1 可編程邏輯控制器系統(tǒng)硬件電路調(diào)試

電路調(diào)試是電路系統(tǒng)設(shè)計中十分重要的一個內(nèi)容。若電路調(diào)試存在問題，那么會從根本影響電路設(shè)計的合理性。因為差異化電子器件的性能及數(shù)據(jù)無法相匹配，所以要對電路予以調(diào)試，在此基礎(chǔ)上對故障進行有針對性的處理才能夠確保電路系統(tǒng)的正常運行。

硬件電路的調(diào)試包括四類接口電路的調(diào)試，在調(diào)試過程中要測試各接口的電平及電流參數(shù)，同時還要對量程范圍進行測試。

為了測試相關(guān)口的信號參數(shù)有無達到要求，需編寫有針對性的單片機程序，為各口均提供有效的典型參數(shù)，比如，經(jīng)設(shè)置脈沖寬度調(diào)制的參數(shù)使模擬量輸出口輸送四至二十毫安的電流信號，同時通過multimeter予以測量。而對于模擬量輸出口，在設(shè)置成最低參數(shù)與極值的狀態(tài)下，在四至二十毫安時會出現(xiàn)微小的變化，即達到設(shè)計要求；人工智能口的輸入在設(shè)置為四至二十毫安狀態(tài)下，單儀器模數(shù)轉(zhuǎn)換可以實現(xiàn)滿量程轉(zhuǎn)換。因此，硬件電路的設(shè)計達到了設(shè)計標準。

2 可編程邏輯控制器系統(tǒng)Lower machine程序調(diào)試

Lower machine程序的意義即為接收Upper computer傳輸?shù)默F(xiàn)場總線通訊協(xié)議命令，依附于命令執(zhí)行相應(yīng)功能向Upper computer反饋應(yīng)答幀。而對于單片機程序的調(diào)試需側(cè)重于現(xiàn)場總線通訊協(xié)議的調(diào)試。此次研究采用的調(diào)試的模式即為：先通過仿真電路模型予以調(diào)試，在此基礎(chǔ)上再通過實際電路板予以調(diào)試。

經(jīng)EDA工具軟件構(gòu)建Lower machine電路模型。因為EDA工具軟件內(nèi)不包含 STC系列單片機的模型，因此可擇取AT89C51，通過十六個發(fā)光二極管去體現(xiàn)防御命令的狀態(tài)，經(jīng)74HC165輸入高/低電平去設(shè)置DI的狀態(tài)，而針對人工智能與模擬量輸出則直接在程序內(nèi)設(shè)置數(shù)字即可，此方式能夠有效防止因模型的不同而導致的程序改動。

為了對虛擬電路予以串口調(diào)試，需要通過增加串口數(shù)量軟件模擬一對串口。在操作界面能夠看到相應(yīng)串口的信息。ModScan程序即現(xiàn)場總線協(xié)議主站，其可以對Lower machine通信程序予以調(diào)試，見圖1，執(zhí)行的是功能碼2：讀取DI狀態(tài)。讀取的參數(shù)體現(xiàn)于對話框內(nèi)。

經(jīng)上述調(diào)試，Lower machine程序的功能得到了全面的驗證。在此基礎(chǔ)上，通過單片機下載編程燒錄軟件，把程序傳輸至單片機內(nèi)，通過ModScan予以進一步的調(diào)試，進而獲取功能完整的Lower machine程序。

3 可編程邏輯控制器系統(tǒng)Upper computer程序調(diào)試

Upper computer鏈接通信在Upper computer與可編程邏輯控制器間實現(xiàn)命令與應(yīng)答的交換。命令與應(yīng)答信號依附于順序予以交換。具有送幀權(quán)的模塊能夠在任意給定時間內(nèi)傳送幀。而在幀傳送過程中，送幀權(quán)在Upper computer與可編程邏輯控制間交換。在收到終止符及定界符狀態(tài)下，送幀權(quán)從發(fā)送模塊移至接受模塊。同時在Upper computer鏈接通信中， Upper computer首先擁有送幀權(quán)，在此基礎(chǔ)上對通信予以初始化， 可編程邏輯控制器則自動傳輸一應(yīng)答信號?？删幊踢壿嬁刂破骷赐ㄟ^對數(shù)據(jù)存貯器DM區(qū)個別模塊的設(shè)置達到串行通信接口的初始化目的，進而擇取Upper computer鏈接通信方式?？蛇x擇通信協(xié)議為九千六百波特，一個起始位，七個數(shù)據(jù)位，一個停止位，偶校驗。選Upper computer的特定串行口作為和可編程邏輯控制器的通信端。

在下位機程序能夠完成現(xiàn)場總線協(xié)議Slave 功能的基礎(chǔ)上，對上位機的程序調(diào)試時，就直接采取虛擬電路模型與虛擬串口的方式進行，利用多次的調(diào)試及調(diào)整，最終Upper computer程序也可以完成現(xiàn)場總線協(xié)議主站的功能。endprint

4 系統(tǒng)聯(lián)機可編程邏輯控制器調(diào)試

此設(shè)計擇取SIEMENS AG FWB S7-200型可編程邏輯控制器與系統(tǒng)予以聯(lián)機調(diào)試，所采用的可編程邏輯控制器為CPU244 DC/DC/DC 型，其中包括十個二十四伏數(shù)字量輸出口及沒有模擬量的輸入/輸出端口，所以只對數(shù)字量輸入/輸出端口予以調(diào)試即可。首先進行硬件電路連接，同時先在可編程邏輯控制器中輸入供調(diào)試的程序，單片機電路板與計算機串口相聯(lián)，在計算機上運行Upper computer軟件，見圖2。

首先擇取串口COM1，同時將Baud rate設(shè)成九千六，奇偶校驗None，遠程測控終端模式，超時兩千，從機地址1，開始運行程序，右下方的對話框內(nèi)讀入DI口的參數(shù)，左下方的對話框內(nèi)設(shè)置相匹配的防御命令參數(shù)。

5 結(jié)束語

綜上所述，電路調(diào)試是電路系統(tǒng)設(shè)計中十分重要的一個內(nèi)容。若電路調(diào)試存在問題，那么會從根本影響電路設(shè)計的合理性。因為差異化電子器件的性能及數(shù)據(jù)無法相匹配，所以要對電路予以調(diào)試，在此基礎(chǔ)上對故障進行有針對性的處理才能夠確保電路系統(tǒng)的正常運行。而通過上述一系列調(diào)試，可編程邏輯控制器系統(tǒng)的軟硬件基本達到了相應(yīng)的設(shè)計標準，同時實現(xiàn)了預(yù)想的功能，所以此調(diào)試及測試方式值得廣泛推廣應(yīng)用。

參考文獻：

[1]宋士花，盛鵬，劉勝，等.中性束注入器離子源測試臺可編程邏輯控制系統(tǒng)[J].強激光與粒子束，2014（06）.

[2]紀謙銘，張偉斌，楊正升，等.PLC的抗干擾性及在二小型車間的實際應(yīng)用經(jīng)驗[A].第七屆（2015）中國鋼鐵年會論文集（下）[C].2015.

[3]王永杰，李彥勇，陳淑媛，等.PLC及其在應(yīng)急發(fā)電機組中的應(yīng)用[A].2016年度海洋工程學術(shù)會議論文集（下冊）[C].2016.

[4]杜碧華，余愚.基于PLC的往復(fù)式抓棉機控制設(shè)計[A].“技術(shù)提升產(chǎn)業(yè) 創(chuàng)新成就未來”——2016“蘇拉杯”全國現(xiàn)代紡紗技術(shù)研討會論文集[C].2016.

[5]陳琦.淺談中低壓配電網(wǎng)自動化及其PLC實現(xiàn)方案[A].合作 發(fā)展 創(chuàng)新——2015（太原）首屆中西部十二省市自治區(qū)有色金屬工業(yè)發(fā)展論壇論文集[C].2015.

[6]林桁，路陽.PLC控制技術(shù)的介紹[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（09）：121.

[7]范超.PLC系統(tǒng)在電氣設(shè)備自動控制系統(tǒng)中的運用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（14）：75.endprint