一組PLC程序的邏輯錯誤分析
4 十字路口交通燈控制程序
題目：交通燈控制程序
來源：plc應用技術開發(fā)與實踐
編程平臺：omron公司cqm1系列
●任務描述
工作順序：啟動按鈕，南北綠燈，東西紅燈，東西綠燈，南北紅燈。按此順序循環(huán)。
時序控制：（90秒周期）
●主干道
南北左轉燈：綠10秒，黃2秒，紅78秒；
南北直行燈：紅10秒，綠30秒，綠閃3秒，黃2秒，紅45秒；
東西方向左轉燈和直行燈的工作方式與上相仿，但延遲45秒。人行道燈與主干道直行燈相同。
●強通控制
打開強通開關，強通方向綠燈亮，斷開強通開關，綠燈閃3秒，恢復正常控制；
閃爍控制，亮0.5秒，暗0.5秒，持續(xù)3秒；
這個程序比較長，不便全部抄錄在此。這里僅指出程序中的幾個錯誤，并列出相關的程序段。
圖7程序的實現(xiàn)
程序錯誤（1）：閃爍控制錯誤。閃爍過程通過一個專門的程序段控制，按要求該程序應該每隔0.5秒輸出1，然后0.5秒輸出0，不斷循環(huán)。圖7是書中該程序的實現(xiàn)：
其中只用到tim050一個定時器，計時單位為十分之一秒。omron的tim型定時器的工作方式同西門子ton型定時器相仿，當輸入為1時啟動計時，一旦輸入轉0，立即停止計時，定時器變量輸出復位為0。
起始狀態(tài)tim050的值為0，取反后送入定時器1，啟動計時，5個單位之后到時定時器產生信號1。該信號經反饋之后，把0送入定時器，這一輸入值立即把定時器輸出重新變?yōu)?。因此，該段程序只能產生非常短暫的1，而不是持續(xù)0.5秒的1。當該信號用于驅動綠燈時，無法產生正常的均勻閃爍效果。
程序修正（見圖8）
圖8 程序修正圖
這里用了兩個定時器，當?shù)谝粋€定時器tim050到時之后，它的輸出信號1送到第二個定時器tim051啟動后者計時。但tim051需要5個單位之后才能到時，在這段時間內，tim050依然的輸入依然是1，因此它能夠把1繼續(xù)保持0.5秒，由此產生一個均勻的每隔0.5秒變化的脈沖。
程序錯誤（2）：在系統(tǒng)初始啟動階段，南北方向綠燈亮，但東西方向的左轉紅燈和直行紅燈沒有同時點亮
原因分析：由于相關程序比較長，不便在這里展示，這里我們僅分析一下出錯的原因及解決的辦法。原程序中采用順序啟動各個顏色燈的方法。即左轉綠燈10秒后啟動直行綠燈，30秒后綠閃，2秒后黃燈，然后55秒紅燈。然而，按這一順序運行時，一開始南北直行紅燈的10秒缺掉了，東西左轉紅燈45秒漏了，最后東西直行紅燈55秒也漏了。要改變這一情況，需要改變后一程序，同時再引入兩個定時器，把紅燈控制切分成兩段完成。
可能人們認為上一個問題不算嚴重，因為原來程序在啟動一分鐘之后就能達到正常。但下面的強通控制的錯誤確是比較嚴重的。所謂強通是指緊急車輛到達路口時，人工控制按下相應方向的強通開關，使得這一方向的綠燈亮，另一方向亮紅燈。緊急車輛過去之后，強通開關方塊，強通方向綠燈閃動三下之后，恢復原來的系統(tǒng)運行。
程序錯誤（3）：強通按鈕放開之后，按規(guī)定強通方向綠燈應該閃爍三下，然后熄滅，但實際情況是綠燈沒有按照規(guī)定閃爍和停止，而是持續(xù)發(fā)亮。
原因分析：
我們以東西向直行綠燈控制程序段為例分析這一問題。
該程序中100.12為控制東西向綠燈的輸出變量。該方向的強通通過hr0.00控制，強通按鈕按下之后，該變量為1，從而引起100.12輸出為1，綠燈亮。強通按鈕放開之后，這條通路切斷，hr0.01變?yōu)?之后，hr0.03會變?yōu)?，過程在這里略去。hr0.03所在的通路將產生一個3秒鐘的閃爍脈沖。編程者的意圖是通過它在結束強通之后制造一個綠燈閃爍過程。然而，由于變量100.12的反饋存在，一旦該變量為1，它將自動地繼續(xù)保持為1。只有兩種方式可以使它恢復為0，一種是30秒定時器到時（tim010），另一個是另一方向的強通信號hr0.01。在同方向強通信號結束之后，一般情況下，上述兩個信號均不會轉為1，因此綠燈無法馬上停止。系統(tǒng)并不產生規(guī)定的效果。
這是一個比較嚴重的錯誤，因為此處本應經過綠燈閃爍轉為紅燈，但系統(tǒng)卻始終保持綠燈。這樣的系統(tǒng)是無法接受的。
這一問題的解決比較復雜一點。由于我們的主要任務是發(fā)現(xiàn)錯誤，此地我們不再討論如何修正這一錯誤的問題。
圖9 東西向直行綠燈控制程序分析圖
：鞏經理
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