摘 要：在采用可編程控制技術(shù)的電氣控制系統(tǒng)中，控制數(shù)據(jù)可在系統(tǒng)運(yùn)行時由外部設(shè)置、輸入，文章從外部數(shù)據(jù)BCD碼撥盤地址分配，到數(shù)據(jù)處理，輸出控制等，以簡單實(shí)例介紹了程序設(shè)計思路、技巧和參考程序。

關(guān)鍵詞：可編程序控制器;外部輸入;BCD數(shù)碼;數(shù)據(jù)處理;實(shí)時控制

隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，可編程序控制器（PLC）正在走入工礦企業(yè)的每一個角落，只要有控制要求的場合，就有PLC的應(yīng)用。PLC常被稱為全能“工業(yè)電腦”，用它可以方便地對工業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時控制。在工業(yè)電氣控制系統(tǒng)中，經(jīng)常遇到控制常數(shù)設(shè)定和修改的問題，例如：某加熱控制系統(tǒng)加熱時間常數(shù)的設(shè)定和改變問題。PLC改變控制常數(shù)的常用方法有兩種，其一，通過上位計算機(jī)對原程序中控制數(shù)據(jù)進(jìn)行修改；其二，利用外部裝置輸入數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)運(yùn)行。即由外設(shè)將數(shù)據(jù)送入PLC，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后對PLC內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行修改，實(shí)現(xiàn)對工業(yè)設(shè)備的實(shí)時控制。第二鐘數(shù)據(jù)輸入方法，具有不修改原程序，數(shù)據(jù)輸入方法簡單、操作方便，能實(shí)現(xiàn)實(shí)時控制等優(yōu)點(diǎn)，不僅適用于計算機(jī)設(shè)計人員使用，而且還適用于普通操作人員。在電氣控制設(shè)備上，有著非常廣泛的應(yīng)用，并且許多廠家PLC產(chǎn)品都具有外部數(shù)據(jù)輸入功能。所以，利用PLC控制技術(shù)對外部BCD碼數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，充分發(fā)揮工業(yè)控制計算機(jī)—PLC數(shù)值計算和處理能力的編程、控制方法，具有實(shí)際應(yīng)用的推廣意義。這里，以SIEMENS公司PLC構(gòu)成的某加熱系統(tǒng)為例，詳細(xì)、具體地對加熱時間常數(shù)外部數(shù)據(jù)輸入方法及用戶處理程序作以介紹。

1 BCD碼數(shù)據(jù)外部輸入應(yīng)用設(shè)計舉例

1.1 設(shè)計思路

首先介紹SIEMENS（西門子）公司PLC S7—200的物理存儲區(qū)結(jié)構(gòu)，一般情況下，物理存儲區(qū)是以字節(jié)為單位的，所以存儲單元為字節(jié)單元，操作數(shù)長度是字或雙字時，標(biāo)識符后給出的存儲單元參數(shù)是字或雙字內(nèi)的最低字節(jié)單元號。圖1（a）給出了字節(jié)、字、雙字的相互關(guān)系及表示方法。當(dāng)使用數(shù)據(jù)寬度為字或雙字時，應(yīng)保證沒有生成任何重疊的存儲器字節(jié)分配，例如，字地址編碼應(yīng)采用MW10、MW12、MW14······等偶數(shù)字地址或MW11、MW13、MW15·······等奇數(shù)字地址，由于存儲器字MW10占用MB10、MB11兩個字節(jié)，而MW11則要占用MB11、MB12兩字節(jié)，存在字節(jié)地址重疊單元MB11，所以字地址編碼時奇偶不能兼用，以免造成數(shù)據(jù)讀寫錯誤。圖1（b）給出數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)的高位用MSB表示，低位用LSB表示。

圖1（a） 以字節(jié)單元為基準(zhǔn)標(biāo)記存儲器單元 圖1（b） 存儲器中字節(jié)、字、雙字之間的關(guān)系

其次，以德國SIEMENS（西門子）公司的S7—200 PLC為例。構(gòu)成加熱控制系統(tǒng)，加熱時間采用三位十進(jìn)制數(shù)的BCD碼撥盤從PLC外部輸入。PLC輸入/輸出接點(diǎn)分配如下表所示：

附表：PLC輸入/輸出接點(diǎn)地址分配

加熱系統(tǒng)的加熱元件用PLC輸出點(diǎn)Q0.0控制，系統(tǒng)起動按鈕由I1.4輸入，復(fù)位按鈕由I1.5輸入。

圖2（a）主程序流程

圖2（b）子程序流程

這里選擇兩個字節(jié)的PLC輸入映象寄存器IB0和IB1作為外部數(shù)據(jù)輸入端，利用三個BCD碼撥盤將外部數(shù)據(jù)分別置入IB0、IB1兩個字節(jié)中。每個BCD碼撥盤需用四位PLC輸入點(diǎn)，如個位BCD碼8421端分別接至PLC的I0.3、I0.2、I0.1、I0.0輸入接點(diǎn)，分配PLC的輸入接點(diǎn)IB0的低4位為BCD碼的個位數(shù)、高4位為BCD碼的十位數(shù)、IB1的低4位為BCD碼的百位數(shù)、高4位為無效位。利用傳送指令分別將個、十、百位數(shù)送入三個內(nèi)部標(biāo)志寄存器（或內(nèi)部變量寄存器）保存，并將送入的十位、百位數(shù)分別乘以權(quán)10和權(quán)100，最后將處理好的個位、十位、百位數(shù)相加，運(yùn)算結(jié)果作為加熱器的加熱時間常數(shù)，PLC在用戶程序初始化時，將其送入加熱時間定時器中，對加熱器加熱時間進(jìn)行實(shí)時控制，PLC在每次運(yùn)行開始初始化程序中讀取BCD碼撥盤數(shù)據(jù)。這樣采用改變外部撥盤的數(shù)據(jù)。即可以靈活地改變加熱時間。

最后，在圖2程序流程中，介紹了外部數(shù)據(jù)輸入處理過程的基本思路。

1.2用戶處理程序

用戶程序由主程序和初始化子程序組成，根據(jù)特殊標(biāo)志位SMO.1在程序首次掃描時給出的脈沖信號，調(diào)用初始化子程序，實(shí)現(xiàn)BCD碼的數(shù)據(jù)輸入。這樣，在其后的掃描周期中不再會調(diào)用該程序，這減少了掃描時間且程序更結(jié)構(gòu)化。用戶程序說明：（1）程序段一實(shí)現(xiàn)子程序調(diào)用功能；（2）段二和段三實(shí)現(xiàn)加熱器加熱控制功能，輸出繼電器Q0.0由I1.4置位、定時器T37或I1.5復(fù)位，定時器T37的計時常數(shù)由內(nèi)部標(biāo)志寄存器MW8置入；（3）段5—段9為BCD碼數(shù)據(jù)輸入、處理子程序。段六、七分別將個位、十位、百位送MW2、6和VW2保存。段八實(shí)現(xiàn)十位乘10，百位乘100,運(yùn)算結(jié)果分別送入VD4和VD8功能，并且將個位、十位、百位數(shù)求和運(yùn)算結(jié)果送入MW8作為加熱器加熱時間。（4）段九為子程序返回。PLC S7-200梯形圖程序如圖3所示。

圖3（a）主程序

圖3（b） 子程序

2 設(shè)計關(guān)鍵技巧和注意事項(xiàng)

設(shè)計技巧：是用BCD碼撥盤，把加熱器的加熱時間值置成BCD碼數(shù)，并用PLC的數(shù)據(jù)傳送指令讀入輸入映象寄存器，進(jìn)行運(yùn)算后，作為控制加熱定時器的預(yù)置值，從而達(dá)到實(shí)時控制。

注意事項(xiàng)：首先是應(yīng)特別熟悉PLC物理寄存器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以便正確地確定BCD碼數(shù)據(jù)輸入位與PLC輸入接點(diǎn)的關(guān)系，使之與定時器的時間常數(shù)相對應(yīng)。其次，本參考程序在PLC由STOP狀態(tài)進(jìn)入RUN狀態(tài)時讀入外部數(shù)據(jù)，故只能在STOP狀態(tài)修改BCD撥盤數(shù)據(jù)。若需在程序運(yùn)行其間更改數(shù)據(jù)時，只要將子程序調(diào)用條件稍加改動即可。

3 結(jié)束語

隨著PLC技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，利用外部裝置輸入、修改控制數(shù)據(jù)的應(yīng)用場合越來越多，PLC應(yīng)用技術(shù)和技巧應(yīng)迅速普及，以不斷提高工業(yè)控制技術(shù)水平，提高勞動生產(chǎn)率，提高國民的生活水平和綜合國力。以上，我們探討的是一種簡單而可靠的外部數(shù)據(jù)輸入方法，可供專門從事PLC應(yīng)用技術(shù)研究的工程技術(shù)人員參考。

參考文獻(xiàn)

1 SIEMENS公司的S7-200用戶指南.北京.2002

2鄭晟 張學(xué)等主編. 現(xiàn)代可編程序控制器原理及應(yīng)用. 北京：科學(xué)出版社，1999

3 田瑞庭. 可編程序控制器應(yīng)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994