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PLC控制代碼檢測(cè)的技術(shù)路線(xiàn)

（1）中間語(yǔ)言翻譯
由于工業(yè)控制器支持多種標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言，且語(yǔ)法語(yǔ)義上都有較大差異，現(xiàn)有的模型檢測(cè)技術(shù)大都基于特定的編程語(yǔ)言，為了降低建模的復(fù)雜性，我們需要把PLC編程語(yǔ)言轉(zhuǎn)化成模型檢測(cè)器可以處理的中間語(yǔ)言。
Darvas等提出了將PLC程序的SCL語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為基于NuSMV的中間模型方法，它是一種接近于自動(dòng)機(jī)模型的中間模型。McLaughlin等給出了將PLC的指令表IL語(yǔ)言代碼翻譯為基于Vine的中間語(yǔ)言ILIL的方法。Zonouz等通過(guò)反編譯的方法將MC7code轉(zhuǎn)化為中間語(yǔ)言ILIL，該中間語(yǔ)言ILIL同樣使用BitBlaze二進(jìn)制分析工具Vine插件來(lái)描述。
（2）　時(shí)間模型構(gòu)建
工業(yè)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求很高，因此時(shí)間是很重要的建模對(duì)象。寄存器（On-Delay Timer，TON）用于確保PLC中實(shí)時(shí)性屬性，TON指令為PLC的輸入信號(hào)提供延遲機(jī)制。對(duì)TON計(jì)時(shí)器建模會(huì)極大地提高建模的難度并增加檢測(cè)的時(shí)間，但不考慮時(shí)間就無(wú)法檢測(cè)出與時(shí)間相關(guān)的安全規(guī)約。因此對(duì)TON計(jì)時(shí)器的形式化驗(yàn)證成為PLC代碼形式化驗(yàn)證的瓶頸之一。
近年來(lái)也有一些對(duì)TON計(jì)時(shí)器的建模研究，Masder等早開(kāi)始這方面的研究，他們將IL程序轉(zhuǎn)換為時(shí)間自動(dòng)機(jī)模型并使用自動(dòng)機(jī)和Prometa模型兩種方式對(duì)計(jì)時(shí)器建模。Willems使用時(shí)間自動(dòng)機(jī)對(duì)TON模型建模計(jì)來(lái)解決關(guān)于TON的問(wèn)題。Wan等在定理證明器Coq中針對(duì)梯形圖語(yǔ)言對(duì)TON計(jì)時(shí)器進(jìn)行形式化驗(yàn)證，但沒(méi)有給出通用模塊的PLC程序形式化描述。Sidi在定理證明器Coq中針對(duì)指令表語(yǔ)言對(duì)TON計(jì)時(shí)器進(jìn)行形式化驗(yàn)證。

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PLC控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)和故障類(lèi)型

PLC控制系統(tǒng)主要由輸入部分、CPU、采樣部分、輸出控制和通訊部分組成，如圖1所示。輸入部分包括控制面板和輸入模板；采樣部分包括采樣控制模板、AD轉(zhuǎn)換模板和傳感器；CPU作為系統(tǒng)的核心，完成接收數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，輸出控制信號(hào)；輸出部分有的系統(tǒng)用到DA模板，將輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬量信號(hào)，經(jīng)過(guò)功放驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器；大多數(shù)系統(tǒng)直接將輸出信號(hào)給輸出模板，由輸出模板驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器工作；通訊部分由通訊模板和上位機(jī)組成。

因?yàn)镻LC本身的故障可能性，系統(tǒng)的故障主要來(lái)自外圍的元部件，所以它的故障可分為如下幾種

（1）輸入故障，即操作人員的操作失誤；

■傳感器故障；

■執(zhí)行器故障；

■PLC軟件故障

這些故障，都可以用合適的故障診斷方法進(jìn)行分析和用軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)故障進(jìn)行預(yù)報(bào)和處理。

故障的宏觀(guān)診斷就是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，參照發(fā)生故障的環(huán)境和現(xiàn)象來(lái)確定故障的部位和原因。PLC控制系統(tǒng)的故障宏觀(guān)診斷方法如下：

■是否為使用不當(dāng)引起的故障，如屬于這類(lèi)故障，則根據(jù)使用情況可初步判斷出故障類(lèi)型、發(fā)生部位。常見(jiàn)的使用不當(dāng)包括供電電源故障、端子接線(xiàn)故障、模板安裝故障、現(xiàn)場(chǎng)操作故障等。

■如果不是使用故障，則可能是偶然性故障或系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)所引發(fā)的故障。對(duì)于這類(lèi)故障可按PLC的故障分布，依次檢查、判斷故障。首先檢查與實(shí)際過(guò)程相連的傳感器、檢測(cè)開(kāi)關(guān)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和負(fù)載是否有故障：然后檢查PLC的I/O模板是否有故障：后檢查PLC的CPU是否有故障。

■在檢查PLC本身故障時(shí)，可參考PLC的CPU模板和電源模板上的指示燈。

■采取上述步驟還檢查不出故障部位和原因，則可能是系統(tǒng)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，此時(shí)要重新檢查系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。

七、如何進(jìn)行S7-200的電源需求與計(jì)算？

S7-200CPU模塊提供5VDC和24VDC電源：

當(dāng)有擴(kuò)展模塊時(shí)CPU通過(guò)I/O總線(xiàn)為其提供5V電源，所有擴(kuò)展模塊的5V電源消耗之和不能超過(guò)該CPU提供的電源額定。若不夠用不能外接5V電源。

每個(gè)CPU都有一個(gè)24VDC傳感器電源，它為本機(jī)輸入點(diǎn)和擴(kuò)展模塊輸入點(diǎn)及擴(kuò)展模塊繼電器線(xiàn)圈提供24VDC。如果電源要求超出了CPU模塊的電源定額，你可以增加一個(gè)外部24VDC電源來(lái)提供給擴(kuò)展模塊。

所謂電源計(jì)算，就是用CPU所能提供的電源容量，減去各模塊所需要的電源消耗量。

注意：

M277模塊本身不需要24VDC電源，這個(gè)電源是通訊端口用的。24VDC電源需求取決于通訊端口上的負(fù)載大小。CPU上的通訊口，可以連接PC電纜和TD200并為它們供電，此電源消耗已經(jīng)不必再納入計(jì)算。

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PLC編程|從原理圖到程序的經(jīng)典實(shí)例詳解

多級(jí)傳送帶控制（1）明確系統(tǒng)控制要求系統(tǒng)要求用兩個(gè)按鈕來(lái)控制傳送帶按一定方式工作，傳送帶結(jié)構(gòu)如下圖所示。系統(tǒng)控制要求具體如下：當(dāng)按下起動(dòng)按鈕后，電磁閥YV打開(kāi)，開(kāi)始落料，同時(shí)一級(jí)傳送帶電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)，將物料往前傳送，6s后二級(jí)傳送帶電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)，M2起動(dòng)5s后三極傳送帶電動(dòng)機(jī)M3起動(dòng)，M3起動(dòng)后4s后四級(jí)傳送帶電動(dòng)機(jī)M4起動(dòng)。當(dāng)按下停止按鈕后，為了不讓各傳送帶上有物料堆積，要求先關(guān)閉電磁閥YV，6s后讓M1停轉(zhuǎn)，M1停轉(zhuǎn)5s后讓M2停轉(zhuǎn)，M2停轉(zhuǎn)4s后讓M3停轉(zhuǎn)，M3停轉(zhuǎn)3s后讓M4停轉(zhuǎn)。（2）確定輸入/輸出設(shè)備，并為其分配合適的I/O端子多級(jí)傳送帶控制需用到的輸入/輸出設(shè)備和對(duì)應(yīng)的PLC端子見(jiàn)下表。（3）繪制多級(jí)傳送帶控制電路圖控制電路圖（4）編寫(xiě)PLC控制程序啟動(dòng)STEP7-Micro/WIN編程軟件，編寫(xiě)滿(mǎn)足控制要求的梯形圖程序，編寫(xiě)完成的梯形圖如下圖所示。梯形圖下面對(duì)照控制電路來(lái)說(shuō)明梯形圖的工作原理。（1）起動(dòng)控制（2）停止控制

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