圖2  除塵流程圖

3  問題提出

    從流程圖顯示的邏輯關(guān)系來看，要用程序?qū)崿F(xiàn)并不困難。但是，由于采用了外部定時(shí)器，系統(tǒng)的工作不完全取決于PLC，一定程度上還與外部定時(shí)器的返回信號有關(guān)，因?yàn)樗鼘Ⅱ?qū)動(dòng)程序向下一步運(yùn)行，這就使得在對外部定時(shí)器信號和內(nèi)部定時(shí)器信號轉(zhuǎn)換的處理上，存在一定的困難。其實(shí)，也就是時(shí)間競爭問題。

    具體的區(qū)分，主要有三個(gè)方面：
    (1)  閥間轉(zhuǎn)換時(shí)的時(shí)間競爭
    系統(tǒng)中共有十個(gè)脈沖電磁閥，它們的工作順序是按編號依次進(jìn)行的，即1＃閥開關(guān)動(dòng)作完后，2＃閥動(dòng)，然后依次執(zhí)行下去。但是由于時(shí)間競爭，出現(xiàn)了以下現(xiàn)象：當(dāng)一號箱的1＃閥工作完成后，2＃～9＃閥并沒有依次地按順序執(zhí)行動(dòng)作，而是有的閥會重復(fù)幾次動(dòng)作。

    (2)  箱間轉(zhuǎn)換時(shí)的時(shí)間競爭
    系統(tǒng)中共有三個(gè)箱體，它們也是按編號依次轉(zhuǎn)換工作的。但實(shí)際現(xiàn)象如下：當(dāng)二號箱工作完成后，并沒有切換到三號箱，而是停留在二號箱的各閥間繼續(xù)動(dòng)作或者兩個(gè)箱體一起動(dòng)作的情況。

    (3)  周期轉(zhuǎn)換時(shí)的時(shí)間競爭
    三個(gè)箱體依次工作完一次，再加上一個(gè)間隔周期，就叫做一個(gè)工作周期。所以一個(gè)周期后，一號箱重新工作。但實(shí)際現(xiàn)象如下：第一個(gè)周期順利地執(zhí)行完畢，但是沒能重新回一號箱，而是繼續(xù)停在三號箱動(dòng)作。

4  解決措施

    經(jīng)過觀察現(xiàn)場的運(yùn)行過程發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)運(yùn)行故障主要發(fā)生在由外部定時(shí)器返回信號的過程中，所以解決問題的關(guān)鍵在于如何正確處理外部定時(shí)器的返回信號。從這一思路出發(fā)，筆者對程序進(jìn)行了改進(jìn)。

    以下，把控制閥間轉(zhuǎn)換（即控制脈沖間隔）的外部定時(shí)器稱為OutTimer1，簡稱OT1；對應(yīng)的，把控制周期間隔的外部定時(shí)器稱為OutTimer2，簡稱OT2。

4.1  閥間轉(zhuǎn)換時(shí)的時(shí)間競爭解決方法
    如果閥的依次轉(zhuǎn)換是由PLC的內(nèi)部定時(shí)器設(shè)定，就是一種常見的情況，就會比較簡單，只要按照執(zhí)行的順序加上"單方面"的互鎖（即下一級只被它的上級鎖住，依次鎖下去）就可以了。

    但是用這種思路來設(shè)計(jì)利用外部定時(shí)器的系統(tǒng)就會出現(xiàn)問題。

    通過比較兩種不同情況，得出原因是：前一種情況中，當(dāng)上一級的定時(shí)器動(dòng)作后，下一級的繼電器會被接通，脈沖是依次傳遞的，是由不同的地址依次傳輸?shù)模缓笠环N情況中，只為外部定時(shí)器的返回信號設(shè)定了一個(gè)地址，上一級繼電器動(dòng)作后，OT1得到信號并工作，此后由OT1返回的信號是由同一個(gè)地址反復(fù)輸入PLC的，這就會使只要能接受此地址信息的繼電器反復(fù)接通，產(chǎn)生混亂。

圖3  閥間轉(zhuǎn)換程序

    由此，筆者改進(jìn)了程序，把已經(jīng)接受過一次OT1返回信號的地址利用內(nèi)部定時(shí)器"自鎖定"，而這一系列的"自鎖定"由箱體的選擇信號控制解除，一旦箱體轉(zhuǎn)換，"自鎖定"將被解除，進(jìn)入下一輪。經(jīng)過運(yùn)行測試，達(dá)到了預(yù)定效果。部分梯形圖如圖3所示，00703是OT1返回信號的地址入口，00602和00603是其中兩個(gè)閥對應(yīng)的地址，筆者用T002和T004分別對其進(jìn)行了自鎖定。可以看到，即使是信號不斷的由00703輸入，用過的閥也不會被接通了。

4.2  箱間轉(zhuǎn)換時(shí)的時(shí)間競爭解決方法
    此類問題的出現(xiàn)，有著與上一種情況相似的原因-即OT1的返回信號都是使用同一個(gè)地址傳入PLC的。因此，在同一個(gè)周期內(nèi)工作過一次的箱體必須被"鎖定"，否則，就會再次動(dòng)作。

    于是，筆者使用了與解決上一個(gè)問題類似的方法，用內(nèi)部定時(shí)器進(jìn)行"鎖定"，"鎖定"也由箱體的選擇信號控制。但是，經(jīng)過運(yùn)行，依然出現(xiàn)箱體重復(fù)動(dòng)作的情況。

    經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，筆者發(fā)現(xiàn)，箱間轉(zhuǎn)換和閥間轉(zhuǎn)換雖然都是受OT1返回信號的控制，并需要進(jìn)行"自鎖定"，但其受控制的方式卻又存在不同：在一個(gè)工作周期內(nèi)，一個(gè)閥所對應(yīng)的地址被復(fù)用了三次，這與箱體選擇信號的改變次數(shù)一致，并且也需要在箱體更換時(shí)解除"自鎖定"，所以它們可以統(tǒng)一由箱體的選擇信號控制；但對于箱體，一個(gè)周期內(nèi)，一個(gè)箱體只能被選擇一次，在其他箱體工作時(shí)，必須被鎖定，所以如果用箱體選擇信號來控制，當(dāng)箱體轉(zhuǎn)換時(shí)，"鎖定"也被解除了，是不行的。

    經(jīng)過分析，筆者改為利用內(nèi)部計(jì)數(shù)器和跳轉(zhuǎn)指令來"鎖定"和選擇箱體，并利用OT2的輸入信號（一個(gè)周期結(jié)束時(shí)的信號）來為它們清零。由于轉(zhuǎn)換問題發(fā)生在二號和三號箱體間，就對二號箱計(jì)數(shù)一次，當(dāng)程序發(fā)現(xiàn)它工作了一次時(shí)，便跳過，進(jìn)入三號箱。梯形圖如圖4所示，00615為選擇二號箱的地址，二號箱工作，C000計(jì)數(shù)，一旦計(jì)數(shù)滿一次，程序便進(jìn)入跳轉(zhuǎn)指令，跳到三號箱體。經(jīng)測試，達(dá)到了預(yù)期效果。

圖4  箱間轉(zhuǎn)換程序

4.3  周期轉(zhuǎn)換時(shí)的時(shí)間競爭解決方法
    通過上面的經(jīng)驗(yàn)，筆者很快發(fā)現(xiàn)此問題的原因在于：程序只對前兩個(gè)箱體進(jìn)行瑣定，沒有對三號箱體的狀態(tài)進(jìn)行控制。于是，筆者也對三號箱體采用了計(jì)數(shù)器和跳轉(zhuǎn)指令，同樣也用OT2返回信號來為計(jì)數(shù)器清零。梯形圖如圖5所示，00600為選擇三號箱的地址，筆者將它和二號箱的信號（00615）共同計(jì)數(shù)，作為整個(gè)周期結(jié)束的標(biāo)志。經(jīng)過測試，達(dá)到預(yù)期效果。

圖5  周期循環(huán)程序