一组PLC程序的逻辑错误分析

图5 定时器分配程序图

图6 梯形图

4 十字路口交通灯控制程序

题目：交通灯控制程序

来源：plc应用技术开发与实践

编程平台：omron公司cqm1系列

●任务描述

工作顺序：启动按钮，南北绿灯，东西红灯，东西绿灯，南北红灯。按此顺序循环。

时序控制：（90秒周期）

●主干道

南北左转灯：绿10秒，黄2秒，红78秒；

南北直行灯：红10秒，绿30秒，绿闪3秒，黄2秒，红45秒；

东西方向左转灯和直行灯的工作方式与上相仿，但延迟45秒。人行道灯与主干道直行灯相同。

●强通控制

打开强通开关，强通方向绿灯亮，断开强通开关，绿灯闪3秒，恢复正常控制；

闪烁控制，亮0.5秒，暗0.5秒，持续3秒；

这个程序比较长，不便全部抄录在此。这里仅指出程序中的几个错误，并列出相关的程序段。

图7程序的实现

程序错误（1）：闪烁控制错误。闪烁过程通过一个专门的程序段控制，按要求该程序应该每隔0.5秒输出1，然后0.5秒输出0，不断循环。图7是书中该程序的实现：

其中只用到tim050一个定时器，计时单位为十分之一秒。omron的tim型定时器的工作方式同西门子ton型定时器相仿，当输入为1时启动计时，一旦输入转0，立即停止计时，定时器变量输出复位为0。

起始状态tim050的值为0，取反后送入定时器1，启动计时，5个单位之后到时定时器产生信号1。该信号经反馈之后，把0送入定时器，这一输入值立即把定时器输出重新变为0。因此，该段程序只能产生非常短暂的1，而不是持续0.5秒的1。当该信号用于驱动绿灯时，无法产生正常的均匀闪烁效果。

●程序修正（见图8）

图8 程序修正图

这里用了两个定时器，当第一个定时器tim050到时之后，它的输出信号1送到第二个定时器tim051启动后者计时。但tim051需要5个单位之后才能到时，在这段时间内，tim050依然的输入依然是1，因此它能够把1继续保持0.5秒，由此产生一个均匀的每隔0.5秒变化的脉冲。

程序错误（2）：在系统初始启动阶段，南北方向绿灯亮，但东西方向的左转红灯和直行红灯没有同时点亮

原因分析：由于相关程序比较长，不便在这里展示，这里我们仅分析一下出错的原因及解决的办法。原程序中采用顺序启动各个颜色灯的方法。即左转绿灯10秒后启动直行绿灯，30秒后绿闪，2秒后黄灯，然后55秒红灯。然而，按这一顺序运行时，一开始南北直行红灯的10秒缺掉了，东西左转红灯45秒漏了，最后东西直行红灯55秒也漏了。要改变这一情况，需要改变后一程序，同时再引入两个定时器，把红灯控制切分成两段完成。

可能人们认为上一个问题不算严重，因为原来程序在启动一分钟之后就能达到正常。但下面的强通控制的错误确是比较严重的。所谓强通是指紧急车辆到达路口时，人工控制按下相应方向的强通开关，使得这一方向的绿灯亮，另一方向亮红灯。紧急车辆过去之后，强通开关方块，强通方向绿灯闪动三下之后，恢复原来的系统运行。

程序错误（3）：强通按钮放开之后，按规定强通方向绿灯应该闪烁三下，然后熄灭，但实际情况是绿灯没有按照规定闪烁和停止，而是持续发亮。

原因分析：

我们以东西向直行绿灯控制程序段为例分析这一问题。

该程序中100.12为控制东西向绿灯的输出变量。该方向的强通通过hr0.00控制，强通按钮按下之后，该变量为1，从而引起100.12输出为1，绿灯亮。强通按钮放开之后，这条通路切断，hr0.01变为0之后，hr0.03会变为1，过程在这里略去。hr0.03所在的通路将产生一个3秒钟的闪烁脉冲。编程者的意图是通过它在结束强通之后制造一个绿灯闪烁过程。然而，由于变量100.12的反馈存在，一旦该变量为1，它将自动地继续保持为1。只有两种方式可以使它恢复为0，一种是30秒定时器到时（tim010），另一个是另一方向的强通信号hr0.01。在同方向强通信号结束之后，一般情况下，上述两个信号均不会转为1，因此绿灯无法马上停止。系统并不产生规定的效果。