一組PLC程序的邏輯錯(cuò)誤分析

圖9 東西向直行綠燈控制程序分析圖

5 第二個(gè)十字路口交通燈控制程序

本節(jié)討論另一本書上的交通燈控制程序中的錯(cuò)誤。這一程序沒有處理強(qiáng)通控制這樣的復(fù)雜問題，但是人行道控制同主干道控制分開處理，結(jié)果在人行道控制上出現(xiàn)了錯(cuò)誤。

題目：交通燈控制程序

來源：plc應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序

編程平臺：西門子s7-200

時(shí)序控制：（90秒周期）

南北主干道 左轉(zhuǎn)綠10秒，綠30秒，綠閃3秒，黃2秒，紅45秒；

東西人行道：紅13秒，綠27秒，綠閃3秒，紅47秒；

東西主干道： 紅45秒，左轉(zhuǎn)綠10秒，綠30秒，綠閃3秒，黃2秒；

南北人行道：紅58秒，綠27秒，綠閃3秒，紅2秒。

注：

（1）綠閃包括轉(zhuǎn)向綠燈和轉(zhuǎn)向綠燈；

（2）東西人行道指東西兩端的人行道。

測試顯示該程序時(shí)序上運(yùn)行正確，但是在關(guān)機(jī)時(shí)出了問題。

程序錯(cuò)誤：按下系統(tǒng)停止開關(guān)，大部分燈都熄滅，但兩個(gè)方向的人行道上亮起紅燈。

程序分析：

我們以控制東西方向人行道紅燈的變量q1.3的計(jì)算為例進(jìn)行分析。下面把相關(guān)程序段專門抽出來進(jìn)行分析（見圖10）。

圖10 相關(guān)程序段分析圖

圖中可見，當(dāng)m0.4為0 時(shí)q1.3將輸出1。當(dāng)t7,t8為0時(shí)m0.4必定為0。系統(tǒng)停止開關(guān)是i0.2，它按下之后會使m0.1變?yōu)?，該變量是控制系統(tǒng)活動的主要變量，它變?yōu)?將使一系列變量變?yōu)?，也包括t7和t8。然而這樣做卻沒有關(guān)掉東西兩端人行道的紅燈。南北兩端人行道紅燈采用的是類似程序，因此也沒有關(guān)掉。

程序修正：

只需把m0.1直接加入到人行道紅燈的控制中即可。

6 結(jié)束語

本文分析了來自兩本plc教材的4個(gè)程序例子，從中找出大大小小8個(gè)錯(cuò)誤，并對這些錯(cuò)誤的原因進(jìn)行了分析。我們希望這個(gè)分析能夠幫助程序員減少編程錯(cuò)誤。

本文目的是為了揭示plc程序錯(cuò)誤的普遍性。這些錯(cuò)誤不能簡單歸咎于作者的失誤，主 要原因是編程模式的復(fù)雜性以及測試手段的缺乏。

失誤是人類的普遍行為。對于計(jì)算機(jī)程序這樣復(fù)雜的對象，出錯(cuò)經(jīng)常出現(xiàn)。程序編制過程本身就是一個(gè)不斷嘗試不斷糾正錯(cuò)誤的過程。然而，在plc領(lǐng)域，離線的調(diào)試工具比較薄弱，迄今為止最好的調(diào)試方式依然是現(xiàn)場調(diào)試，但是這一方式過于耗費(fèi)時(shí)間，而且一般教師和學(xué)生都沒有這樣的條件。這是程序錯(cuò)誤率高的根本原因。

作者簡介

陳鋼 男 現(xiàn)就職于鎮(zhèn)江靈芯軟件試驗(yàn)室，從事plc測試軟件的開發(fā)和商業(yè)化工作。

參考文獻(xiàn)

[1]陳鋼，宋曉宇，顧明等.coq定理證明器輔助plc程序驗(yàn)證和分析[j].北京大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（1）.

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[3]賈德勝.plc應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序[m].北京：郵電出版社，2006（1）.