1 引言

　　一般來說，可以把控制系統(tǒng)劃分為三類：過程調節(jié)系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)和生產控制系統(tǒng)。第一種側重于回路的調節(jié)控制，往往涉及較復雜的控制算法，主要應用于煉油等化工行業(yè);第二種側重于機械的運動控制，實時性和同步性較強，主要應用于機械包裝行業(yè)，如啤酒罐裝生產過程;第三種側重于有大量獨立的檢測和控制信號，控制程序的順序性較強，與工藝流程結合比較緊密，啤酒釀造過程就屬于此類。這三種控制系統(tǒng)，各有各的編程側重點。對于生產控制系統(tǒng)，其編程重點有兩部分：一部分是設備驅動標準模塊的設計，主要針對生產中大量相對獨立的檢測和控制信號，通過歸類分析，設計出各類設備的標準處理功能塊，來實現(xiàn)這些設備的手動/自動開關/調節(jié)、報警檢測、模擬、忽略等控制功能，這部分設計包括各類開關量設備驅動功能塊、連續(xù)量設備驅動功能塊和調節(jié)回路驅動功能塊的設計;另一部分是生產工藝流程控制程序的設計，根據生產工藝流程中每一步驟的控制要求，在每個順序步中實現(xiàn)相應的控制動作，而這些動作命令是發(fā)送給設備的標準驅動模塊，由標準模塊處理后才影響現(xiàn)場設備?？梢钥闯龅谝徊糠值脑O備驅動標準模塊設計是基礎，它直接管理所有的輸入/輸出設備，生產工藝流程控制程序必須通過他們才能發(fā)揮作用。下面就以啤酒釀造生產控制系統(tǒng)設計為例，論述開關量設備驅動模塊的plc程序設計方法。

2 數字量設備控制模塊的設計分析　

　　啤酒釀造生產涉及大量的數字量信號，如閥位檢測信號、物料高低位檢測信號、氣動閥門開關控制信號，電機啟停控制信號等，如一個年產20萬噸的啤酒發(fā)酵和過濾車間，其數字量設備的數量至少在千點以上。如何按標準化、模塊化的程序設計要求來編寫這些數字量設備的控制塊，使這些控制塊既能通用于啤酒釀造設備，又能提供較全面的生產操作功能，這些是程序設計人員在動手寫控制程序之前需要考慮的問題。在這里，通過分析啤酒釀造生產控制設備的特點，可以根據這些設備的信號類型和操作要求，把所有數字量設備劃分成8種控制類型，從而設計出相應的標準控制模塊，就可以大大提高整個控制系統(tǒng)編程的效率，使控制程序具有好的可讀性和移植性。

　　2.1 數字量設備控制類型

　　根據數字量設備的輸入輸出信號特點，筆者把它劃分成八類：

　　（1）第一種是常開輸入（io）的信號設備。該類設備只有輸入信號，沒有輸出信號，且平時的輸入信號為0。如液位的高位信號，管板上的彎管連接狀態(tài)信號等，它們正常時輸入信號都為0，等到有變化了，需要提醒或報警時才變?yōu)?。

　　（2）第二種是常閉輸入（ic）的信號設備。該類設備只有輸入信號，沒有輸出信號，且平時的輸入信號為1，與第一種恰好相反。如液位的低位信號，壓力容器的關閉鍋蓋檢測信號，設備的急停信號等，它們正常時輸入信號都為1，等到有變化了，需要提醒或報警時才變?yōu)?。

　?。?）第三種是單輸出（out）且不帶反饋的控制設備。該類設備有一個開關輸出信號，沒有輸入反饋信號。如電磁閥，不帶位置反饋的單驅動氣動蝶閥等。通常輸出信號為0，對應于設備關，為1，對應于設備開。

　?。?）第四種是單輸出（out）且?guī)?ldquo;開”反饋（io）的控制設備。該類設備有一個開關輸出信號，有開到位時的輸入反饋信號。如帶閥門開狀態(tài)檢測的單驅動氣動蝶閥等。通常輸出信號為0，設備是關的，反饋信號為0;輸出信號為1，設備是開的，反饋信號為1;

　?。?）第五種是單輸出（out）且?guī)?ldquo;關”反饋（ic）的控制設備。該類設備有一個開關輸出信號，有關到位時的輸入反饋信號。如帶閥門關狀態(tài)檢測的單驅動氣動蝶閥等。通常輸出信號為0，設備是關的，反饋信號為1;輸出信號為1，設備是開的，反饋信號為0;

　?。?）第六種是單輸出（out）且?guī)ч_關雙反饋（io，ic）的控制設備。該類設備有一個開關輸出信號，有開到位和關到位兩個輸入反饋信號。如帶開到位和關到位檢測的雙驅動氣動蝶閥等。通常輸出信號為0，對應于設備關，為1，對應于設備開。開到位時一個反饋信號為1，關到位時另一個反饋信號為1。

　　（7）第七種是單輸出（out）且?guī)н\行（io）和報警（ic）雙反饋的控制設備。該類設備有一個開關輸出信號，有運行狀態(tài)和報警檢測兩個輸入反饋信號。如普通電機的開關控制等。通常輸出信號out為0，對應于電機停止，為1，對應于電機啟動;電機啟動后主接觸器閉合，運行反饋信號io輸入變?yōu)?;電機跳閘或其他故障時，報警反饋輸入信號ic為0，沒有報警時為1。

　　（8）第八種是雙輸出（outl，outr）且?guī)щp運行（iol，ior）和報警（ic）的輸入信號反饋的控制設備。該類設備有左/右轉（高/低速）兩種輸出信號，有左/右轉（高/低速）兩個運行狀態(tài)反饋信號和報警檢測反饋信號。如左/右轉（高/低速）電機的開關控制等。通常一個輸出信號為1，對應于電機左轉，另一個輸出信號為1，對應于電機右轉，相應的有兩個運行狀態(tài)的反饋信號。電機跳閘或其他故障時，報警反饋輸入信號為0，正常時為1。

　　其實第八種是兩個第七種的組合控制，再加上一些輸出命令的互鎖邏輯。