控制工程在线更新2006年3月10日
| 二六年三月十日 |
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| PLC编程工具在过去的20年里有了很大的发展。然而，绝大多数PLC实现都没有实现。原因:管理层经常面临这样的困境:只有特定的技术人员知道程序是如何编写的，因此他们是唯一有资格排除故障和/或修改程序的人。Grafcet，也称为顺序函数图编程(SCF)，提供了符合IEC 61131-1的方法。 | 从凤凰接触完成 |
| 结构化PLC编程使用Grafcet plc的结构化编程方法已经存在了几十年，甚至可以在遗留控制器上实现。这些方法中的大多数都包含了控制序列的图形流程图，这直接转化为控制器逻辑。这些流程图可以由非程序员阅读、编写和修改，并确保以图形方式传达的内容将在逻辑中逐字实现。控制器所有者的直接利益包括: •逻辑开发周期更短 其中一种编程方法被称为grafcet——一种创建于1977年的图形编程方法，在IEC 60848和IEC 61131-3中进一步定义为顺序函数图编程(SFC)。该术语是法语首字母缩写:Graphe Fonctionnel de Command Etape-Transition，意思是阶跃转换命令的功能图。下面的图1显示了简单Grafcet的基本元素。 该序列从步骤0开始，执行动作#1。然后，该序列等待，直到条件#1满足，然后进入步骤1，执行动作#2。该序列停留在步骤1上，直到满足条件#2，从而推进到步骤2。一旦在步骤2，操作#3执行一次程序扫描，然后序列返回步骤0，循环重复。 这种结构在plc中有两种流行的实现。基于位或锁存/解锁的风格，以及基于文件或内存表的风格。
基于位Grafcet Grafcet流程图的最简单实现可以用基本的闩锁-解锁阶梯逻辑完成。在这个实现中，为每个Grafcet分配一个子例程。步骤转换逻辑在子例程的顶部被解析，步骤输出或动作逻辑紧随其后。 为了确保每个步骤之间至少发生一次程序扫描，每个Grafcet都使用一个过渡词和一个步骤词。步进字中的位发起动作，而过渡字中的位发起步进转换。通过这种方式，没有条件的步骤仍然可以确保操作有机会执行。图2说明了所需的逻辑。 解决过渡逻辑是对格拉夫塞的直接翻译。对于图1中的示例，可以使用图3中的过渡逻辑: 解析图1中的Grafcet的典型步骤操作逻辑可能如图4所示。 这种编程风格的优点是: 缺点包括: 基于文件的Grafcet 类似于在许多PLC控制器中发现的罐装鼓排序器指令，基于文件的Grafcet试图用标准逻辑实现这一点，同时允许这些指令中没有的灵活性。输入和输出条件存储在预设文件中。步进计数器用作这些文件的索引。 至少需要以下数据字: STEP_COUNTER—保存步骤号 还需要以下数据文件: #INPUT_MASKS -保存每个步骤所需的输入 一旦格式就位，就可以为自动序列的几乎任何方面定义步骤预设。合并其他功能的逻辑是最小的。要实现图1中的示例，可以使用图5所示的映射。然后可以修改Grafcet以匹配图6。 映射的输入 序列输入映射如图7所示: Grafcet预设 将实际输入的状态与预期通过步长(预设)的条件进行比较。对于本文，将同时使用输入文件(掩码位)和状态文件(输入ON或OFF)。通过在Mask文件中打开一个位，序列被告知用户希望在该步骤上查看该输入以便传递步骤。通过在state文件中设置相关的状态位，表示用户希望看到输入打开以通过步骤。类似地，通过在Output文件中设置一个位，表明关联的输出条件应该在该步骤上被激活。在某步上的输出没有设置位将强制该步上的输出关闭。 表1显示了实现图6中定义的Grafcet所需的预设值:
步评估 基于文件的Grafcet体系结构的关键是，根据预设文件评估实际输入并在满足条件时向前推进一步。图8演示了这是如何在PLC上实现的: 通过一步 一旦异或结果计算为零，Grafcet就可以通过递增步骤计数器来传递步骤，如图9所示。 设置输出 从为当前步骤存储的预设设置输出字，如图10所示。 然后通过输出单词的图像设置实际输出，如图11所示。 基于文件的Grafcet的优点是: 一组逻辑执行所有步骤 •可以直接在数据表中进行步骤更改 缺点包括: 为什么Grafcet ? 通过使用符合IEC 61131-1标准的软件和技术(如Grafcet)，可以编写更容易排除故障、维护和重新部署不同应用程序的程序。本文中演示的Grafcet技术已经在各种各样的plc上实现，包括罗克韦尔自动化、西门子、欧姆龙、Modicon、Idec、三菱和西屋电气。Grafcet图表很容易理解，非程序员也可以解释甚至修改，以确保机器周期在第一次就能按照所有涉众的预期运行。 在线资源 Grafcet主页:www.lurpa.ens-cachan.fr/grafcet.html IEC 60848标准:https://tc3.iec.ch/txt/147.htm Petri网:https://lamspeople.epfl.ch/decotignie/G7RdPgb.pdf IEC 1131-1定义的SFC: www.61131.com/sfc.htm Mike Voll, Stantec Consulting Ltd.制造/工业控制经理 |
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