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PLC控制代碼檢測的技術(shù)路線

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

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PLC控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)和故障類型

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；輸出部分有的系統(tǒng)用到DA模板，將輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬量信號，經(jīng)過功放驅(qū)動執(zhí)行器；大多數(shù)系統(tǒng)直接將輸出信號給輸出模板，由輸出模板驅(qū)動執(zhí)行器工作；通訊部分由通訊模板和上位機組成。

因為PLC本身的故障可能性，系統(tǒng)的故障主要來自外圍的元部件，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行分析和用軟件進行實時監(jiān)測，對故障進行預(yù)報和處理。

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

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

■如果不是使用故障，則可能是偶然性故障或系統(tǒng)運行時間較長所引發(fā)的故障。對于這類故障可按PLC的故障分布，依次檢查、判斷故障。首先檢查與實際過程相連的傳感器、檢測開關(guān)、執(zhí)行機構(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，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)計錯誤，此時要重新檢查系統(tǒng)設(shè)計，包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。

七、如何進行S7-200的電源需求與計算？

S7-200CPU模塊提供5VDC和24VDC電源：

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

每個CPU都有一個24VDC傳感器電源，它為本機輸入點和擴展模塊輸入點及擴展模塊繼電器線圈提供24VDC。如果電源要求超出了CPU模塊的電源定額，你可以增加一個外部24VDC電源來提供給擴展模塊。

所謂電源計算，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)不必再納入計算。

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PLC編程|從原理圖到程序的經(jīng)典實例詳解

多級傳送帶控制（1）明確系統(tǒng)控制要求系統(tǒng)要求用兩個按鈕來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)按下起動按鈕后，電磁閥YV打開，開始落料，同時一級傳送帶電動機M1起動，將物料往前傳送，6s后二級傳送帶電動機M2起動，M2起動5s后三極傳送帶電動機M3起動，M3起動后4s后四級傳送帶電動機M4起動。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端子多級傳送帶控制需用到的輸入/輸出設(shè)備和對應(yīng)的PLC端子見下表。（3）繪制多級傳送帶控制電路圖控制電路圖（4）編寫PLC控制程序啟動STEP7-Micro/WIN編程軟件，編寫滿足控制要求的梯形圖程序，編寫完成的梯形圖如下圖所示。梯形圖下面對照控制電路來說明梯形圖的工作原理。（1）起動控制（2）停止控制

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