摘 要：在采用可編程控制技術的電氣控制系統中，控制數據可在系統運行時由外部設置、輸入，文章從外部數據BCD碼撥盤地址分配，到數據處理，輸出控制等，以簡單實例介紹了程序設計思路、技巧和參考程序。

關鍵詞：可編程序控制器;外部輸入;BCD數碼;數據處理;實時控制

隨著工業自動化程度的不斷提高，可編程序控制器（PLC）正在走入工礦企業的每一個角落，只要有控制要求的場合，就有PLC的應用。PLC常被稱為全能“工業電腦”，用它可以方便地對工業現場進行實時控制。在工業電氣控制系統中，經常遇到控制常數設定和修改的問題，例如：某加熱控制系統加熱時間常數的設定和改變問題。PLC改變控制常數的常用方法有兩種，其一，通過上位計算機對原程序中控制數據進行修改；其二，利用外部裝置輸入數據，控制系統運行。即由外設將數據送入PLC，進行數據處理，然后對PLC內部參數進行修改，實現對工業設備的實時控制。第二鐘數據輸入方法，具有不修改原程序，數據輸入方法簡單、操作方便，能實現實時控制等優點，不僅適用于計算機設計人員使用，而且還適用于普通操作人員。在電氣控制設備上，有著非常廣泛的應用，并且許多廠家PLC產品都具有外部數據輸入功能。所以，利用PLC控制技術對外部BCD碼數據進行輸入，充分發揮工業控制計算機—PLC數值計算和處理能力的編程、控制方法，具有實際應用的推廣意義。這里，以SIEMENS公司PLC構成的某加熱系統為例，詳細、具體地對加熱時間常數外部數據輸入方法及用戶處理程序作以介紹。

1 BCD碼數據外部輸入應用設計舉例

1.1 設計思路

首先介紹SIEMENS（西門子）公司PLC S7—200的物理存儲區結構，一般情況下，物理存儲區是以字節為單位的，所以存儲單元為字節單元，操作數長度是字或雙字時，標識符后給出的存儲單元參數是字或雙字內的最低字節單元號。圖1（a）給出了字節、字、雙字的相互關系及表示方法。當使用數據寬度為字或雙字時，應保證沒有生成任何重疊的存儲器字節分配，例如，字地址編碼應采用MW10、MW12、MW14······等偶數字地址或MW11、MW13、MW15·······等奇數字地址，由于存儲器字MW10占用MB10、MB11兩個字節，而MW11則要占用MB11、MB12兩字節，存在字節地址重疊單元MB11，所以字地址編碼時奇偶不能兼用，以免造成數據讀寫錯誤。圖1（b）給出數據存儲結構，數據的高位用MSB表示，低位用LSB表示。

圖1（a） 以字節單元為基準標記存儲器單元 圖1（b） 存儲器中字節、字、雙字之間的關系

其次，以德國SIEMENS（西門子）公司的S7—200 PLC為例。構成加熱控制系統，加熱時間采用三位十進制數的BCD碼撥盤從PLC外部輸入。PLC輸入/輸出接點分配如下表所示：

附表：PLC輸入/輸出接點地址分配

加熱系統的加熱元件用PLC輸出點Q0.0控制，系統起動按鈕由I1.4輸入，復位按鈕由I1.5輸入。

圖2（a）主程序流程

圖2（b）子程序流程

這里選擇兩個字節的PLC輸入映象寄存器IB0和IB1作為外部數據輸入端，利用三個BCD碼撥盤將外部數據分別置入IB0、IB1兩個字節中。每個BCD碼撥盤需用四位PLC輸入點，如個位BCD碼8421端分別接至PLC的I0.3、I0.2、I0.1、I0.0輸入接點，分配PLC的輸入接點IB0的低4位為BCD碼的個位數、高4位為BCD碼的十位數、IB1的低4位為BCD碼的百位數、高4位為無效位。利用傳送指令分別將個、十、百位數送入三個內部標志寄存器（或內部變量寄存器）保存，并將送入的十位、百位數分別乘以權10和權100，最后將處理好的個位、十位、百位數相加，運算結果作為加熱器的加熱時間常數，PLC在用戶程序初始化時，將其送入加熱時間定時器中，對加熱器加熱時間進行實時控制，PLC在每次運行開始初始化程序中讀取BCD碼撥盤數據。這樣采用改變外部撥盤的數據。即可以靈活地改變加熱時間。

最后，在圖2程序流程中，介紹了外部數據輸入處理過程的基本思路。

1.2用戶處理程序

用戶程序由主程序和初始化子程序組成，根據特殊標志位SMO.1在程序首次掃描時給出的脈沖信號，調用初始化子程序，實現BCD碼的數據輸入。這樣，在其后的掃描周期中不再會調用該程序，這減少了掃描時間且程序更結構化。用戶程序說明：（1）程序段一實現子程序調用功能；（2）段二和段三實現加熱器加熱控制功能，輸出繼電器Q0.0由I1.4置位、定時器T37或I1.5復位，定時器T37的計時常數由內部標志寄存器MW8置入；（3）段5—段9為BCD碼數據輸入、處理子程序。段六、七分別將個位、十位、百位送MW2、6和VW2保存。段八實現十位乘10，百位乘100,運算結果分別送入VD4和VD8功能，并且將個位、十位、百位數求和運算結果送入MW8作為加熱器加熱時間。（4）段九為子程序返回。PLC S7-200梯形圖程序如圖3所示。

圖3（a）主程序

圖3（b） 子程序

2 設計關鍵技巧和注意事項

設計技巧：是用BCD碼撥盤，把加熱器的加熱時間值置成BCD碼數，并用PLC的數據傳送指令讀入輸入映象寄存器，進行運算后，作為控制加熱定時器的預置值，從而達到實時控制。

注意事項：首先是應特別熟悉PLC物理寄存器內部結構，以便正確地確定BCD碼數據輸入位與PLC輸入接點的關系，使之與定時器的時間常數相對應。其次，本參考程序在PLC由STOP狀態進入RUN狀態時讀入外部數據，故只能在STOP狀態修改BCD撥盤數據。若需在程序運行其間更改數據時，只要將子程序調用條件稍加改動即可。

3 結束語

隨著PLC技術在現代工業中的廣泛應用，利用外部裝置輸入、修改控制數據的應用場合越來越多，PLC應用技術和技巧應迅速普及，以不斷提高工業控制技術水平，提高勞動生產率，提高國民的生活水平和綜合國力。以上，我們探討的是一種簡單而可靠的外部數據輸入方法，可供專門從事PLC應用技術研究的工程技術人員參考。

參考文獻

1 SIEMENS公司的S7-200用戶指南.北京.2002

2鄭晟 張學等主編. 現代可編程序控制器原理及應用. 北京：科學出版社，1999

3 田瑞庭. 可編程序控制器應用技術. 北京：機械工業出版社，1994