当前位置:科学 > 正文

用计算机编程思路来解决复杂的工控问题

2023-06-29 06:40:13  来源:剑指工控

1 ST(Structured Text)编程语言


(资料图片)

ST 是一种基于 Pascal 的编程语言,被广泛应用于可编程逻辑控制器(PLC)和嵌入式系统的编程中。它主要用于实现 PLC 程序中的逻辑和算法部分,使用流程控制语句和逻辑运算符来描述程序的运行逻辑,同时支持多种数据类型的处理。ST 语法结构化,可读性和可维护性都非常高,在工业自动化领域拥有广泛的应用。掌握 ST 语言是从事工控领域开发必不可少的技能。

在逻辑非常复杂的情况下,使用传统梯形图编写程序会产生大量冗长的代码,难以维护和拓展。为了解决这些问题,可以考虑使用计算机编程的方式编写工控程序。


我的主要思路是将每个功能编写成一个独立的功能块,每个小功能块都能满足一个简单的功能,然后将简单的逻辑块逐一组合,最终使用梯形图完成整个控制程序。这种方法既能够简化编写过程,又能够保证程序的可读性和可维护性。

为了更好地阐述我的思路,我将使用一个案例来说明。

2 案例

2.1 问题描述

该程序的主要功能是实现故障自动切换。它的输入包括:启动信号、停止信号、主电机故障信号、备用电机故障信号。同时,该程序还能输出主电机的启停信号、备用电机的启停信号以及状态字。

2.2 问题分析

首先,在用户输入启动时,增加一个判断,判断一下当前的状态。

如果已经处于运行状态,则不做任何处理;

如果不是运行状态,则开始执行自动切换程序。

在自动切换的过程中,同样需要增加一个判断,根据状态来确定主备电机的输出。

当用户输入停止时,主备电机都停止输出。

2.3 程序设计

为了简化一下逻辑,我们将程序分成两块。

首先是电机故障状态判断,我们用一个状态字来表示状态:

当故障状态字为 0 时,表示主备电机都正常;

当故障状态字为 1 时,表示主电机故障;

当故障状态字为 2 时,表示备用电机故障;

当故障状态字为 3 时,表示主备电机都故障;

然后我们编写自动切换程序:

根据不同的故障状态字,来启动不同的电机。

2.4 程序编写

我们来使用西门子 TIA 平台的 scl 语言来编写,SCL(Structured Control Language)和 ST(Structured Text)实际上很相似,都是一种基于 Pascal 的结构化编程语言,其语法和结构非常接近。SCL 是西门子公司开发的一种专门用于 PLC 编程的语言,而 ST 则是国际标准 IEC 61131-3 定义的通用工业控制器编程语言。

首先我们先创建一个功能块如下图,名字为 State_judgment,语言选择 SCL,FC 函数,然后确定

输入输出定义及代码编写如下图,只需要将几种状态按设计好的状态值编写即可。

然后我们创建另一个功能块,名字 Automatic_switching,语言选择 SCL,FC 函数,然后确定

输入输出定义及代码编写如下图,只需要将几种状态按设计好的状态值编写就行。

然后我们创建另一个功能块,名字 Master/slave_motor_failover,语言选择 LAD,FB 函数,然后确定

输入输出定义及代码编写如下图:

我们按照设计好的程序一步步地进行编写。虽然这个过程并不涉及太过复杂的逻辑,但如果我们完全采用梯形图(lad)编程的话,程序会相对复杂一些。而且,这种方式也不便于后期的维护和增加功能。

2.5 程序运行

我们将编写好的功能块 Master/slave_motor_failover 在主程序 OB1 当中调用,如下图:

通过手动给定条件测试正常,如下图:


3 问题拓展

3.1 问题分析

在后期的实践中,有时候虽然 PLC 产生了输出,但是由于某些原因,电机并没有真正启动。为了确认电机是否成功启动,我们可以通过接触器反馈信号和电机旋转检测信号来进行检测。我们可以将多个反馈信号合并为一个条件,并在电机启动后进行运行反馈检测。如果在 5 秒钟内没有检测到反馈信号,则可以判断电机故障,并切换到另一台电机。这样的优化方案可以提高程序的稳定性和可靠性。

3.2 程序设计

主程序不需要太大的改动,只需要增加一个电机运行反馈检测功能块就能完成。

当电机启动时,激活检测功能,

如果在 5 秒钟之内没有检测到反馈信号,则输出故障信号。

3.3 程序编写

首先我们先创建一个功能块如下图,名字为 Feedback_detection,语言选择 SCL,FB 函数,然后确定

输入输出定义及代码编写如下图。

将新增加的功能块添加到功能块 Master/slave_motor_failover 当中,如下图

3.4 程序运行

我们将修改好的功能块 Master/slave_motor_failover 在主程序 OB1 当中调用,如下图:

通过手动给定条件测试正常,如下图:


4 总结

通过借鉴计算机编程的思路,我们可以将一个复杂的逻辑分解成几个简单的逻辑,再将其组合起来,从而将复杂问题简单化。这种方式有以下几个优点:

关键词:

推荐阅读

月壤形成的主要原因 月壤与土壤有什么区别

月壤形成的主要原因月壤形成过程没有生物活动参与,没有有机质,还极度缺水干燥;组成月壤的矿物粉末基本是由陨石撞击破砰形成,因此,粉末 【详细】

域名抢注是是什么意思?投资角度来看什么域名好?

域名抢注是是什么意思域名抢注是通过抢先注册的方式获得互联网删除的域名的使用权。域名是由点分隔的一串数字,用于标记一台计算机或一组计 【详细】

捷达保养费用是多少?捷达是哪个国家的品牌?

捷达保养费用是多少?全新捷达的保修期为2年或6万公里,以先到者为准,新车可享受一次免费保养,首次免费保养在5000-7500km或1年内进行。如 【详细】

天然气泄露会造成爆炸吗?天然气泄漏怎么办?

天然气泄露会造成爆炸吗?家里用的天然气如果泄露是会发生爆炸的。当空气中含有混合天然气时,在与火源接触的一系列爆炸危险中,就会发生爆 【详细】

四部门明确App收集个人信息范围 个人信息保护范围判断标准

四部门明确App收集个人信息范围近日,国家互联网信息办公室、工业和信息化部、公安部、国家市场监督管理总局联合印发《常见类型移动互联网 【详细】

相关新闻

关于我们  |  联系方式  |  免责条款  |  招聘信息  |  广告服务  |  帮助中心

联系我们:85 572 98@qq.com备案号:粤ICP备18023326号-40

科技资讯网 版权所有