數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和指針在PLC編程中的靈活運用

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摘要：本文剖析了PLC控制程序中比較常見的邏輯控制的原理，這種控制方式在如今計算機控制技術(shù)日益普及的環(huán)境下有很大的技術(shù)缺陷存在，于是下文中提出了相應(yīng)的解決辦法，即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和指針控制，并對這兩種方式的特點進行了比較。

關(guān)鍵詞：邏輯控制；PLC編程；結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；指針

PLC控制技術(shù)在20世紀(jì)80年代以后得到了工業(yè)控制方面的廣泛應(yīng)用，目前想要衡量一個企業(yè)的現(xiàn)代化水平，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用情況已經(jīng)成為了一個重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)。而對于企業(yè)以及其自動控制方面的工作人員來說，最需要考慮的就是如何將PLC控制手段充分的利用起來服務(wù)于生產(chǎn)工藝。

在世實際生產(chǎn)中，同一組設(shè)備可以采用不同的PLC方法進行控制，不同控制方式出現(xiàn)的原因、過程以及利弊都是不一樣的，說明在進行PLC控制程序的編輯中，可以選擇一些適當(dāng)?shù)母呒壘幊陶Z言技巧，用來補充PLC傳統(tǒng)的控制手段。

1提出問題

傳統(tǒng)的電氣邏輯控制技術(shù)在不斷的發(fā)展中形成了PLC控制技術(shù)，所以邏輯控制是PLC用戶控制程序中最基礎(chǔ)的，同時對單體設(shè)備的運行進行控制也是效果最好的。只要對設(shè)備的位置位置反饋信號或者運行情況反饋信號進行簡單的收集，就可以以工藝要求為依據(jù)對設(shè)備下達邏輯指令，例如“與”“非”“或”等，然后實現(xiàn)停止、啟動等具體的操作控制。不過在實際操作的時候需要OS操作站實時進行手動操作和人工監(jiān)控。

例如圖1中的A、B兩個馬達，分別連接著PLC的反饋信號（Aa，Ab）和控制信號（Oa，Ob）。假如工藝對其的要求是兩臺馬達必須分開工作，那么當(dāng)操作工人使用OS操作站進行馬達A的啟動時，PLC就會向Oa發(fā)送啟動命令，在收到了Aa反饋信號以后，程序會立即聯(lián)鎖馬達B，只有馬達A處于停止?fàn)顟B(tài)下才能允許馬達B運行，反之啟動馬達B也是一樣的。

圖1 PLC邏輯控制原理圖

然而在產(chǎn)品品質(zhì)的日益提升中，工藝也提出了更高的要求給PLC控制過程，如今生產(chǎn)過程中越來越普及計算機控制技術(shù)，通過控制計算機來發(fā)出操作指令和參數(shù)，然后由PLC進行指令的接受并進行自動控制，操作工人主要是對其過程進行監(jiān)控，避免出現(xiàn)意外情況。這種控制方式對于PLC來說具有一定好處，就是人工的干擾大大降低了，PLC得以更為連續(xù)和穩(wěn)定的運行，可以更加準(zhǔn)確并且技術(shù)的控制現(xiàn)場設(shè)備。但是這種控制方式對于PLC用戶程序的要求也更加高了，不能再使用簡單的邏輯控制。因為PLC的控制原理是將全部的控制程序在一個工作周期內(nèi)按順序全部進行完，然后以程序的要求為依據(jù)采集并處理過程鏡像區(qū)中的外部輸入信號，然后將這些指令逐個通過控制程序發(fā)送到現(xiàn)場，等到下個工作周期才會采集其余的現(xiàn)場輸入信號。

例如在圖1中，馬達A、B在i周期的事后都是靜止的，并且都允許運行，此時程序1要求對馬達A進行啟動，而程序2要求對馬達B進行啟動，那么馬達A在程序1的控制下啟動了，卻沒有馬達A的反饋信號，那么程序2在這種情況下會默認馬達B也是允許啟動的所以也將馬達B啟動，那么在這樣一個PLC運行周期內(nèi)兩臺設(shè)備就同時啟動了，而他們之間是聯(lián)鎖的，很大的影響了生產(chǎn)過程。

想要解決計算機自動控制帶來的這種故障，一個非常有效的方法是，對程序使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和指針來進行控制。

2實例分析

煉鋼中有一個很重要的工序——物料添加，對于很多環(huán)節(jié)例如抽真空處理等上來說都是必不可少的。如圖2我們可以看到，物料添加具體可以分為三大部分，其中稱重過程是從M到W的過程，若干個物料倉M組合若干個稱重倉W，形成了稱重線；運輸過程是從W到傳輸帶或者溜槽，最終達到匯總斗；最后是加料過程，就是從匯總斗到鋼水。

圖2 物料添加過程示意圖

PLC在物料添加中的稱重過程，會依據(jù)過程計算機的指令，依照物料的名字和時間，來掃描所有的物料倉M，將與下料工藝相符合的料倉尋找出來并且進行稱重過程的執(zhí)行。這個階段，一條稱重線在同一個時間內(nèi)允許振料的料倉只有一個，如果稱重線不同那么振料可以同時進行。

PLC在物料添加中的傳輸過程中，會依據(jù)過程計算機所下的指令，按照時間的要求來掃描所有的稱重斗W，將那些和下料工藝要求相符合的稱重斗尋找出來，然后進行傳輸過程的執(zhí)行，同上面的稱重過程一樣，這一階段內(nèi)的同一時間，只有一個稱重斗允許進行振料。

PLC在物料添加中的下料過程中，會依據(jù)過程計算機所下的指令，同樣按照時間的要求來發(fā)送加料指令給匯總斗。因為只有唯一一個匯總斗，并且加料的過程中匯總斗就是收尾的階段了，所以這個階段相比起稱重和傳輸過程來說，就顯得更加便于控制。

鋼水的成分對于煉鋼工藝的影響是很大的，所以要求自然也非常嚴(yán)格，因此只有保證設(shè)計了良好的物料添加系統(tǒng)控制程序，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量過關(guān)。通過上文中提到的物料添加工序我們可以看出，在進行稱重和傳輸?shù)倪^程中，很可能會出現(xiàn)上文中提到過的故障，所以系統(tǒng)的正常運行僅僅依靠簡單的邏輯控制是很難實現(xiàn)的。

3指數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的控制

在對PLC程序使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和指針進行控制的時候，需要開發(fā)兩個數(shù)據(jù)塊，DXa和DXc，分別應(yīng)用在稱重和運輸過程中。其中DXa存放的是過程計算機下達的數(shù)據(jù)塊地址Mi，包含著同一時刻進行下料的料倉的相關(guān)內(nèi)容，或是存放著數(shù)據(jù)塊地址Wi，是在同一時刻允許到匯總斗的稱重斗的相關(guān)內(nèi)容；DXc中存放的是數(shù)據(jù)塊地址Mi和Wi，分別是關(guān)于接受啟動指令下料的料倉內(nèi)容以及稱重斗的相關(guān)內(nèi)容，詳情如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和指針控制圖

在結(jié)束了一輪鋼水處理過程后，PLC會自動對DXa和DXc進行處理，其中存放指針的數(shù)據(jù)字A0和C0會變?yōu)?，并且清零A1～Ai和C1中的內(nèi)容。在開始新一輪的行鋼水處理以后，會自動按照順序?qū)⒅羔楢0中的數(shù)值，通過計算機傳入的振料料倉數(shù)據(jù)塊地址Mi填入DXa中的A1～Ai，并且注意相對應(yīng)的順序，指針I(yè)在每一個數(shù)據(jù)填入的時候自動加1。在I個數(shù)據(jù)全部填完以后，會有下一批數(shù)據(jù)送入，然后程序再逐個指針內(nèi)的數(shù)值。

參考文獻

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