PLC形式化分析中面臨的困難

（1）PLC缺乏編程語言
PLC編程屬于低級編程語言且編程語言眾多，語法語義晦澀，采用分層尋址，地址尋址復雜，存在隱式的類型數據，建模難度大，語言屬性易丟失。
（2）時間建模缺失
工業(yè)控制系統(tǒng)的實時性要求很高，因此對時間進行建模極為重要，時間建模的對象應包括定時器的累積時間、單條指令的運行時間和執(zhí)行周期時間，由于定時器是跨循環(huán)周期的全局變量，建模時將時間考慮在內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的安全規(guī)約。
（3）物理環(huán)境建模缺失
工控系統(tǒng)與物理環(huán)境關系密切，工業(yè)控制器的輸入一般可以認為是物理環(huán)境的輸出，輸出一般可以認為是物理環(huán)境的輸入，構成一個閉環(huán)回路，不考慮物理環(huán)境就無法地模擬出工業(yè)控制器的行為。
（4）狀態(tài)空間
PLC代碼包含的變量多，狀態(tài)空間大，對PLC代碼進行建模分析是建立在狀態(tài)轉化基礎上的，如果直接進行模型檢測會造成狀態(tài)空間的問題。

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PLC控制系統(tǒng)的一般結構和故障類型

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轉換模板和傳感器；CPU作為系統(tǒng)的核心，完成接收數據，處理數據，輸出控制信號；輸出部分有的系統(tǒng)用到DA模板，將輸出信號轉換為模擬量信號，經過功放驅動執(zhí)行器；大多數系統(tǒng)直接將輸出信號給輸出模板，由輸出模板驅動執(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，對故障進行預報和處理。

故障的宏觀診斷就是根據經驗，參照發(fā)生故障的環(huán)境和現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：

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

■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、執(zhí)行機構和負載是否有故障：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)設計錯誤，此時要重新檢查系統(tǒng)設計，包括硬件設計和軟件設計。

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PLC編程|從原理圖到程序的經典實例詳解

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，傳送帶結構如下圖所示。系統(tǒng)控制要求具體如下：當按下起動按鈕后，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，要求先關閉電磁閥YV，6s后讓M1停轉，M1停轉5s后讓M2停轉，M2停轉4s后讓M3停轉，M3停轉3s后讓M4停轉。（2）確定輸入/輸出設備，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/輸出設備和對應的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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