基于PLC的花樣彩燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上濰 坊 學(xué) 院專業(yè)課綜合課程設(shè)計(jì)說明書基于PLC的花樣彩燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 部： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): 2013年10月16日專心-專注-專業(yè)目錄摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，在現(xiàn)代生活中，彩燈作為一種景觀應(yīng)用越來越多。針對(duì)PLC日益得到廣泛應(yīng)用的現(xiàn)狀，文章介紹了PLC對(duì)大型演出現(xiàn)場(chǎng)的彩燈進(jìn)行控制，并給出其PLC控制系統(tǒng)的接線圖和梯形圖程序設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)具有可編程性、線路簡(jiǎn)單、可靠性高等特點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的靈活性及可擴(kuò)展性，包括對(duì)變換類負(fù)載、舞臺(tái)流水燈、大型標(biāo)語牌底色流水燈的控制，以營(yíng)造良好的現(xiàn)場(chǎng)燈光氛圍，并且便于起停、控制、檢修，節(jié)約人力物力。仿真結(jié)

2、果驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的實(shí)用性。 關(guān)鍵詞：PLC，彩燈控制，設(shè)計(jì)，仿真1 前言隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場(chǎng)合可以看到彩色霓虹燈。各種裝飾彩燈、廣告彩燈越來越多地出現(xiàn)在城市中。在大型晚會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)，彩燈更是成為不可缺少的一道景觀。小型的彩燈多采用霓虹燈管做成各種各樣和多種色彩的燈管，或是以日光燈、白熾燈作為光源，另配大型廣告語、宣傳畫來達(dá)到效果。LED彩燈由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價(jià)以及控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，用彩燈來裝飾街道和城市建筑物已成為一種時(shí)尚。這些燈的控制設(shè)備大多數(shù)用全硬件的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一，這樣一旦制作成品只能按固定的模式閃亮，不能根據(jù)不同場(chǎng)合、不

3、同時(shí)間段的需求來調(diào)節(jié)亮燈時(shí)間、模式、閃爍頻率等動(dòng)態(tài)參數(shù)。本文介紹PLC在彩燈控制中的應(yīng)用，燈的亮滅、閃爍時(shí)間及流動(dòng)方向的控制均通過PLC來達(dá)到控制要求。在彩燈的應(yīng)用中，裝飾燈、廣告燈、布景燈的變化多種多樣，但就其工作模式，可分為三種主要類型：長(zhǎng)明燈、流水燈及變幻燈。長(zhǎng)明燈的特點(diǎn)是只要燈投入工作，負(fù)載即長(zhǎng)期接通，一般在彩燈中用以照明或襯托底色，沒有頻繁的動(dòng)態(tài)切換過程，因此可用開關(guān)直接控制，不需經(jīng)過PLC控制。流水燈負(fù)載變化頻率高，變換速度快，使人有眼花繚亂之感，分為多燈流動(dòng)、單燈流動(dòng)等情形。變幻燈則包括字形變化、色彩變化、位置變化等，其主要特點(diǎn)是在整個(gè)工作過程中周期性地花樣變化，但頻率不高。流水

4、燈及變幻燈均適宜采用PLC控制。2 PLC概述2.1 PLC的定義Programmable Logic Controller 簡(jiǎn)稱為PLC，即可編程控制器，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。2.2 PLC的發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Pro

5、grammableController（PC）。個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為ProgrammableLogicController（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡(jiǎn)稱PC。PLC的定義有許多種。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體

6、，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng).23 PLC的特點(diǎn)2.3.1 高可靠性、抗干擾能力強(qiáng) （1）所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。（2）各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為1020ms.（3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。（4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。（5）對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的

7、篩選。（6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。（7）大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高。2.3.2 豐富的I/O接口模塊PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開關(guān)；接近開關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對(duì)話的接口模塊; 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。2.3.3 配套齊全、功能完善、適

8、用性強(qiáng) PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。2.3.4 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方

9、便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。2.3.5 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。2.3.6 體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 24 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛

10、樂等各個(gè)行業(yè)，大致可歸納為如下幾類。 1.開關(guān)量的邏輯控制 這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。2.模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 3.運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接

11、位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 4.過程控制 過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。5.數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也

12、可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?.通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。25 三菱PLC-FX2N系列可編程控制器簡(jiǎn)介日本三菱可編程控制器分為F、F1、F2、FX0、FX2、FX0N、FX0S、FX2N、FX2NC等幾個(gè)系列，其中F系列是早期的產(chǎn)品，現(xiàn)已停產(chǎn)，F(xiàn)X2系列PLC是1991年推出的產(chǎn)品，是加強(qiáng)型的小型機(jī)，是整體式和模板式相結(jié)合的疊裝式結(jié)構(gòu)，有一個(gè)16位微處理器和一個(gè)專門邏

13、輯處理器，其執(zhí)行速度為0.00048ms/步，是目前運(yùn)動(dòng)速度最快的小型PLC之一。FX2N是三菱公司的近期產(chǎn)品，按疊裝式配置，是日本高性能小型機(jī)中的代表作。三菱公司生產(chǎn)A系列PLC，這是一種中大型模塊式機(jī)種。（1）型號(hào)命名方式可編程控制器型號(hào)命名的基本格式如圖2.1所示圖2.1 可編程控制器型號(hào)命名的基本格式特殊品種類別：DDC電源，DC輸入；A1AC電源，AC輸入，2A/1點(diǎn)，輸出方式：R繼電器輸出；S晶閘管輸出；T晶體管輸出。單元類別：M基本單元；E擴(kuò)展單元。I/O總點(diǎn)數(shù):14256,序號(hào)：0 2 0N 2C 2N,即：FX0 FX2 FX0N FX2C FX2N.例如，F(xiàn)X2N48MR型

14、號(hào)的含義為：FX2N系列；I/O總點(diǎn)數(shù)為48點(diǎn)；基本單元；繼電器輸出型。（2）FX2N系列PLC的基本構(gòu)成FX系列PLC又分為4個(gè)大類，即FX0 FX2 FX2C FX2N系列，PLC是由基本單元，擴(kuò)展單元及特殊單元構(gòu)成的?；締卧–PU 存儲(chǔ)器 I/O和電源；擴(kuò)展單元是擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)的裝置，內(nèi)有電源；擴(kuò)展模塊用于增加I/O點(diǎn)數(shù)和改變I/O點(diǎn)數(shù)的比例，內(nèi)部無電源，由基本單元和擴(kuò)展單元供給。擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊內(nèi)無CPU，必須與基本一起使用。特殊功能單元是一些特殊用途的裝置。3 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求某大型晚會(huì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有長(zhǎng)明燈10組、變幻燈8組、舞臺(tái)流水燈15組、標(biāo)語牌底色流水燈15組。變化規(guī)律如下:

15、變幻燈周期為60 s，8路負(fù)載接通規(guī)律（如表3.1所示）：表3.1變幻燈通斷規(guī)律表時(shí)間區(qū)間負(fù)載8負(fù)載7負(fù)載6負(fù)載5負(fù)載4負(fù)載3負(fù)載2負(fù)載10-10s1100110110-20s1011001120-30s0110111030-40s10001140-50s001010150-60s10011010 舞臺(tái)流水燈有1 s和l ms兩種流動(dòng)速率，正、反兩種流動(dòng)方向，有雙燈6間隔、3燈5間隔、4燈4間隔三種流動(dòng)組合方式。 標(biāo)語牌底色流水燈速率為l ms,工作方式為正向，亮至全亮，熄滅2 ms后,反向單燈流動(dòng)1周,熄滅2 ms后，從中間向兩側(cè)分別點(diǎn)亮至全亮后，熄滅2 ms,如此循環(huán)。4 花樣彩燈方案設(shè)計(jì)

16、41 彩燈常見的工作模式在彩燈的應(yīng)用中， 裝飾燈，廣告燈，布景燈的變化多種多樣，但就其工作模式，可分為三種主要類型：長(zhǎng)明燈、流水燈及變幻燈。長(zhǎng)明燈的特點(diǎn)是只要燈投入工作，負(fù)載即長(zhǎng)期接通，一般在彩燈中用以照明或襯托底色，沒有頻繁的動(dòng)態(tài)切換過程，因此可用開關(guān)直接控制，不需經(jīng)過 PLC控制。流水燈負(fù)載變化頻率高，變換速度快，使人有眼花繚亂之感，分為多燈流動(dòng)、單燈流動(dòng)等情形。變幻燈則包括字形變化、色彩變化、位置變化等，其主要特點(diǎn)是在整個(gè)工作過程中周期性地花樣變化，但頻率不高。流水燈及變幻燈均適宜采用PLC控制。42 確定輸入輸出設(shè)備，選擇PLC類型 該彩燈系統(tǒng)長(zhǎng)明燈不需經(jīng)過PLC控制，變幻燈及流水燈采

17、用PLC控制。需設(shè)置總啟動(dòng)、停止按鈕各1個(gè)，流水燈流動(dòng)速率開關(guān)l個(gè)，流動(dòng)方向開關(guān)l個(gè)，流動(dòng)組合方式開關(guān)3個(gè)，輸入信號(hào)共7個(gè)；輸出有變幻負(fù)載8組，舞臺(tái)流水燈及標(biāo)語牌底色燈各15組?？紤]輸入信號(hào)較少，而輸出負(fù)載多，選擇PLC基本單元FX2N一16MT，可提供8輸入8輸出，另配置輸出擴(kuò)展模塊FX2N一16EYT兩臺(tái)，由PLC基本單元供電。燈組均通過無觸頭開關(guān)模塊控制。43 確定I/O分配表根據(jù)控制要求,輸入及輸出設(shè)備端口分配（如表4.1所示）：表4.1 I/O端口分配表輸入輸出輸入設(shè)備輸入端口輸出設(shè)備輸出端口啟動(dòng)按鈕SB1X0變幻燈負(fù)載18Y0-Y7停止按鈕SB2X1舞臺(tái)流水燈Y10-Y17流水燈速

18、度開關(guān)S1X2舞臺(tái)流水燈Y20-Y27流水燈劉翔防線開關(guān)S2X3標(biāo)語牌底色流水燈Y30-Y37舞臺(tái)流水燈方式1開關(guān)S3X4標(biāo)語牌底色流水燈Y40-Y47舞臺(tái)流水燈方式2開關(guān)S4X5舞臺(tái)流水燈方式3開關(guān)S5X65 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 自動(dòng)化系統(tǒng)所使用的各種類型PLC中，有的是集中安裝在控制室，有的是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和各電機(jī)設(shè)備上，它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要是指硬件選型，近十幾年來，國(guó)內(nèi)外眾多廠家提供了多種系列、功能各異的PLC產(chǎn)品，已有幾十個(gè)系列、幾百種型號(hào)。PLC品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、I/O點(diǎn)數(shù)、用戶程序內(nèi)存容量、運(yùn)算速度、指令系統(tǒng)、編程方

19、法和價(jià)格各有不同，使用場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，PLC的合理選擇，對(duì)提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指針以及對(duì)于控制系統(tǒng)都有著重要作用。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力，另一方面要求應(yīng)用部門在工程設(shè)計(jì)、安裝施工和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。51 PLC選型PLC的主要國(guó)外生產(chǎn)廠家包括美國(guó)的Rock-well公司、德國(guó)的西門子公司、日本的三菱公司和歐姆龍公司。我國(guó)有不少廠家研制和生產(chǎn)過PLC，近年來國(guó)產(chǎn)PLC有了很大的發(fā)展，但我國(guó)使用的PLC主要還是國(guó)外的品牌的產(chǎn)品。考慮到國(guó)外產(chǎn)品的成熟性好，并且本次課程設(shè)計(jì)只需

20、屬小型系統(tǒng)，故采用三菱公司的FX系列小型PLC。表5.1 FX1N ，F(xiàn)X1S與 FX2N的基本性能項(xiàng)目FX1NFX1SFX2NI/O設(shè)置與用戶選擇有關(guān)，最多128點(diǎn)與用戶選擇有關(guān)，最多30點(diǎn)與用戶選擇有關(guān)，最多256點(diǎn)100ms定時(shí)器T0T62，63點(diǎn)T0T199，200點(diǎn)T0T199，200點(diǎn)通用輔助繼電器M0M383，384點(diǎn)M0M383，384點(diǎn)M0M499，500點(diǎn)指令MOV有有有ROR無無有ROL無無有在編程當(dāng)中需要用到ROR和ROL指令，由表2.1可知只有FX2N系列滿足要求，故選用FX2N系列的PLC。其次在編程當(dāng)中需要用到MOV HFF00 K4Y0指令，所以需要用到16個(gè)輸

21、出口，綜上所述選用FX2N-32MR系列的PLC。52 組成原理PLC彩燈控制編程采用指令控制，采用PLC能充分利用它的優(yōu)點(diǎn)。在這里我們采用三菱公司的FX2N-16MT系列的可編程控制器，它吸收了整體式和模塊式PLC的優(yōu)點(diǎn)，安裝比較方便，它的基本指令執(zhí)行時(shí)間為0.08s 每條指令，內(nèi)置的用戶存儲(chǔ)器為8K步，可以擴(kuò)展到16K步。FX2N-16MT系列的可編程控制器，輸入點(diǎn)數(shù)為8，輸出點(diǎn)數(shù)為8。編制梯形圖，并進(jìn)行仿真和調(diào)試。綜上，得到硬件配置如表5.2所示表5.2 硬件配置表名 稱數(shù) 量DC24V電源1PC/PPI編程電纜1FXGP-WIN-C編程軟件1PC機(jī)1輸出顯示燈853 PLC外部接線原理

22、圖根據(jù)I/0端口分配表,系統(tǒng)接線圖如圖1所示：圖1 彩燈控制系統(tǒng)接線圖6 軟件設(shè)計(jì)由PLC控制的彩燈有三類：變幻燈、舞臺(tái)流水燈及標(biāo)語牌底色流水燈。其變化周期1 ms、1 m分別由PLC內(nèi)部特殊輔助繼電器M8012、M8013控制。流水變化采用傳送指令、移位指令實(shí)現(xiàn)。61 初始化程序圖2 初始化程序系統(tǒng)運(yùn)行初始化程序如圖2所示，依次為啟?？刂?、變幻燈初始化、舞臺(tái)流水燈組合方式選擇、標(biāo)語牌底色燈初始化程序。62 主控輸出程序系統(tǒng)輸出控制采用主控指令編碼，如圖3所示，依次為：變換負(fù)載輸出、舞臺(tái)流水燈方向及速度控制、標(biāo)語牌底色控制程序。圖3 主控輸出程序63 系統(tǒng)調(diào)試方法調(diào)試是軟件開發(fā)過程中最艱巨的腦

23、力勞動(dòng)，調(diào)試開始時(shí)，軟件開發(fā)者僅僅面對(duì)著錯(cuò)誤的征兆，然而在問題的外部現(xiàn)象和內(nèi)在原因之間往往并沒有明顯的聯(lián)系，在組成程序的密密麻麻的元素中，每一個(gè)都可能是錯(cuò)誤的根源。如何能在浩如煙海的程序元素中找到有錯(cuò)誤的那個(gè)（或幾個(gè)）元素，這是調(diào)試過程中最關(guān)鍵的技術(shù)問題。本設(shè)計(jì)中調(diào)試的方法主要是設(shè)置斷點(diǎn)跟蹤。使用斷點(diǎn)跟蹤可以找到程序的出錯(cuò)位置，縮小查找錯(cuò)誤的范圍，提高調(diào)試的效率。調(diào)試的任務(wù)是及時(shí)改正測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)的軟件錯(cuò)誤。具體地說，調(diào)試過程由兩個(gè)步驟組成，它從表示程序中存在錯(cuò)誤的某跡象開始，首先確定錯(cuò)誤的準(zhǔn)確位置，也就是找出哪個(gè)模塊或哪個(gè)語句引起的錯(cuò)誤。然后仔細(xì)研究推斷代碼以確定問題的原因，并設(shè)法改正。當(dāng)然

24、更重要的還是調(diào)試的策略。調(diào)試的策略主要有以下幾種方法：1.試探法調(diào)試人員分析錯(cuò)誤征兆，猜想故障的大致位置，然后使用調(diào)試的技術(shù)獲取程序中被懷疑的地方附近的信息。這種策略通常是緩慢而低效的。一般不被采用。2.回溯法回溯法是調(diào)試人員檢查錯(cuò)誤征兆，確定最先發(fā)現(xiàn)“癥狀”的地方，然后人工沿程序的控制流往回追蹤源程序代碼，直到找出錯(cuò)誤根源或確定故障范圍為止?；厮莘▽?duì)小程序而言是一種比較好的調(diào)試策略，但是對(duì)于一些大規(guī)模的程序來說，就不適合用此方法了。3.對(duì)分查找法如果知道每個(gè)變量在程序內(nèi)若干個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的正確值，則可以用賦值語句或輸入語句在程序中點(diǎn)附近“注入”這些變量的正確值，然后檢查程序的輸出。如果輸出結(jié)果是正

25、確的，則故障在程序的前半部分；反之，在后半部分。對(duì)于程序中有故障的那部分再重復(fù)使用這個(gè)方法，直到把故障范圍縮小到容易診斷的程度為止。4. 歸納法所謂歸納法就是從個(gè)別推斷一般的方法，這種方法從線索出發(fā)，通過分析這些線索之間的關(guān)系而找到故障。5.演繹法是從一般原理或前提出發(fā)，經(jīng)過刪除和精化的過程推導(dǎo)出結(jié)論。用演繹法調(diào)試開始時(shí)先列出可能成立的原因或假設(shè)，然后依次地排除列舉出的原因。最后，證明剩下的原因是錯(cuò)誤的根源。64 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析硬件調(diào)試：接通電源，檢查三菱FX2N-16MT（如圖6.1所示）可編程控制器是否可以正常工作，接頭是否接觸良好，然后把其與電腦的通信口連接。 軟件調(diào)試：按要求輸入梯形圖，轉(zhuǎn)換成指令表，并進(jìn)行語法的檢查，正確后設(shè)置正確的通信口，將指令讀入到指定的可編程控制器ROM中，進(jìn)行下一步的調(diào)試。 運(yùn)行調(diào)試：在硬件調(diào)試和軟件調(diào)試正確的基礎(chǔ)上，打開三菱FX2N-16MT可編程控制器的“RUN”按鈕。進(jìn)行調(diào)試；按下啟動(dòng)按鈕，觀察運(yùn)行的情況，看是否是隨時(shí)按下停止按鈕可以停止系統(tǒng)運(yùn)行。系統(tǒng)停止運(yùn)行后，按下啟動(dòng)按鈕，看是否可以重新