CN107065748A - 一种plc程序控制逻辑的检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种PLC程序控制逻辑的检测装置，包括模式选择模块、控制器以及输入状态指示模块，模式选择模块连接控制器的模式选择输入端口；控制器的输出端口用于连接下载有待测PLC程序的待检测PLC设备以触发待测PLC程序；输入状态指示模块的输入端口用于连接PLC检测设备的输出端口以显示待检测PLC设备中待测PLC程序的输出状态。本发明通过模式选择模块以及控制器内部程序编程，选择执行不同模式下的触发信号，并将该触发信号输出到下载有待检测程序的PLC设备上，以此触发待检测PLC程序的逻辑功能，然后将PLC设备的输出引入到检测装置的输入状态指示模块，通过观察输入点对应的输入状态指示模块中指示灯的变化来完成对PLC程序逻辑功能的检测。

Description

一种PLC程序控制逻辑的检测装置
技术领域
本发明涉及一种PLC程序控制逻辑的检测装置，属于程序逻辑正确性检测技术领域。
背景技术
随着科技的高速发展，生活中各种产品越来越精细化、集成化、智能化，由此对工业生产设备和自动化生产线的控制系统提出了更高的要求，而持续、稳定、可靠、可灵活控制的电力系统是保证生产设备及自动化生产线正常运行的关键。
为了保证电力系统可靠、稳定运行，PLC等智能元器件越来越多的投入到供电系统中，但是PLC等智能元器件需要使用者按照供电系统的要求去编写程序，为了保证程序的正确性及运行安全考虑，在PLC投运前，就需要确认程序功能的完整性，防止由于PLC逻辑功能的调试，导致现场设备的烧毁。
发明内容
本发明的目的是提供一种PLC程序控制逻辑的检测装置，用于解决在设备不接入现场设备的前提下就能够确认程序功能完整性的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种PLC程序控制逻辑的检测装置，包括模式选择模块、控制器以及输入状态指示模块，所述模式选择模块连接所述控制器的模式选择输入端口；所述控制器的输出端口用于连接下载有待测PLC程序的待检测PLC设备以触发待测PLC程序；所述输入状态指示模块的输入端口用于连接PLC检测设备的输出端口以显示待检测PLC设备中待测PLC程序的输出状态。
进一步的，所述控制器为单片机。
进一步的，该检测装置还包括设置在所述单片机和待检测PLC设备之间的锁存器模块，所述锁存器模块的输入端口连接所述单片机的输出端口，所述锁存器模块的输出端口用于连接下载有待测PLC程序的待检测PLC设备。
进一步的，该检测装置还包括设置在所述锁存器模块和待检测PLC设备之间的光耦隔离模块，所述光耦隔离模块的输入端口连接所述锁存器模块的输出端口，所述光耦隔离模块的输出端口用于连接下载有待测PLC程序的待检测PLC设备。
进一步的，该检测装置还包括设置在所述光耦隔离模块和待检测PLC设备之间的输出状态指示模块，所述输出状态指示模块的输入端口连接所述光耦隔离模块的输出端口以显示单片机的输出状态，所述输出状态指示模块的输出端口用于连接下载有待测PLC程序的待检测PLC设备。
进一步的，该检测装置还包括设置在输出状态指示模块和待检测PLC设备之间的输出IO模块以及设置在所述输入状态指示模块和待检测PLC设备之间的输入IO模块，所述输出IO模块的输入端口连接所述输出状态指示模块的输出端口，所述输出IO模块的输出端口用于连接下载有待测PLC程序的待检测PLC设备；所述输入IO模块的输入端口用于连接PLC检测设备的输出端口，所述输入IO模块的输出端口连接所述输入状态指示模块的输入端口。
进一步的，所述模式选择模块包括一组保持型按钮，每个所述保持型按钮的一端接地，另一端与上拉电阻串联后连接供电电源；每个所述保持型按钮与上拉电阻的连接端作为该按钮模式选择模块的一个输出端口。
进一步的，所述输入状态指示模块的每个输入端口对应连接一个发光二极管的阳极，每个所述发光二极管的阴极短接后连接直流电源的负极。
进一步的，所述输出状态指示模块的每个输入端口对应连接一个发光二极管的阳极，每个所述发光二极管的阴极连接所述输出状态指示模块的对应输出端口。
本发明的有益效果是：
通过模式选择模块以及控制器内部程序编程，选择执行不同模式下的触发信号，并将该触发信号输出到下载有待检测程序的PLC设备上，以此触发待检测PLC程序的逻辑功能，然后将PLC设备的输出引入到检测装置的输入状态指示模块，通过观察输入点对应的输入状态指示模块中指示灯的变化来完成对PLC程序逻辑功能的检测。
进一步的，采用锁存器模块对单片机的输出IO进行扩充，解决了单片机自身输出IO口不足的问题。
进一步的，采用光耦隔离模块将检测装置电源与被检测PLC设备的输入信号电源隔离开，提高了抗干扰能力。
附图说明
图1为本发明的装置控制系统示意图；
图2为本发明装置正面示意图；
图3为本发明的完整电路图；
图4为按钮模式选择模块的电路图；
图5为STC89C52控制器电路图；
图6为锁存器的电路图；
图7为光耦隔离的电路图；
图8为输入状态指示模块的电路图；
图9为24V转5V稳压电路图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体的实施例对本发明进行详细说明。
本发明PLC程序控制逻辑的检测装置的系统示意图如图1所示，包括模式选择模块、控制器、锁存器模块、光耦隔离模块、输出状态指示模块、输出IO模块、输入IO模块以及输入状态指示模块。其中，模式选择模块具体为按钮模式选择模块，该按钮模式选择模块的输出端口连接控制器的输入端口，控制器的输出端口连接锁存器模块进行输出扩展；锁存器模块的输出端口连接光耦隔离模块的输入端口，光耦隔离模块的输出端口连接输出状态指示模块进行输出状态显示；输出状态指示模块的输出端口连接输出IO模块的输入端口，输出IO模块的输出端口用于连接下载有被检测程序的被检测PLC设备的输入端口，为被检测PLC设备提供输入信号；输入IO模块的输入端口用于连接被检测PLC设备的输出端口，输入IO模块的输出端口连接输入状态指示模块进行状态显示。图2给出了该检测装置的按钮模式选择模块、输出IO模块以及输入IO模块等模块的正面部署结构图。
具体的，控制器采用型号为STC89C52的单片机，该单片机芯片的工作电源为DC5V。锁存器模块包括四个型号为74HC573的锁存器，光耦隔离模块包括八个型号为74HC573的光耦合器。该检测装置包括35个输出IO，包括26个输入IO。此时，检测装置的完整电路连接图如图3所示。当然，作为其他的实施方式，锁存器模块也可以只包括一个锁存器，相应的光耦隔离模块包括两个光耦合器。
如图4所示，按钮模式选择模块包括八个保持型按钮，每个按钮的一端接地，另外一端通过1KΩ上拉电阻接5V电源，提高驱动能力并增强抗干扰能力，每个按钮的非接地端作为按钮模式选择模块对应的一个输出端口。
单片机STC89C52的P1口作为模式控制选择，其电路结构如图5所示，单片机P1.0～P1.7接按钮模式选择模块，即单片机P1.0～P1.7分别对应连接按钮模式选择模块的一个输出端口，当按钮模式选择模块中的按钮按下时，P1口为低电平，当按钮复位时，P1口为高电平，这样便可被STC89C52检测到。通过对STC89C52单片机的内部程序编程，即可实现对不同模式的选择。
单片机功能输出部分通过程序控制STC89C52的P0口和P2口各个引脚来实现，其中STC89C52的P0口的P0.0～P0.3分别连接四个锁存器74HC573的引脚，实现锁存器的片选功能；STC89C52的P2口P2.0～P2.7与四个锁存器74HC573的D0～D7对应连接，锁存器LE口接DC5V正电压，LE电位拉高，每个锁存器74HC573的电路图如图6所示。单片机通过内部程序编程，控制P0口输出高低电平，实现置位不同的锁存器工作，循环置位，并行输出。通过外接4个锁存器，将单片机8个输出IO扩展至32个IO口，解决STC89C52自身输出IO不足的问题。
每个锁存器74HC573的输出口Q0～Q7接对应两个光耦隔离器TLP521-4的输入正极INX1(IN11、IN21、IN31和IN41)，光耦隔离器的输入端负极INX2(IN12、IN22、IN32和IN42)接DC24V电源负极，实现5V控制24V，每两个光耦隔离器的电路图如图7所示。根据锁存器特性(输出max35MA)，在锁存器74HC573与光耦隔离器TLP521-4的输入之间连接时选用上拉电阻增强驱动能力。每个光耦隔离器的输出端OUTX1(OUT11、OUT21、OUT31和OUT41)接DC24V电源正极，发射极OUTX2(OUT12、OUT22、OUT32和OUT42)接地。为了限制电流，在发射极OUTX2与地之间串联1KΩ接地电阻，整个检测装置输出由发射极OUTX2与接地电阻之间取得。该光耦隔离器将检测装置电源与被检测PLC设备的输入信号电源隔离开，提高了抗干扰能力。
把光耦隔离器TLP521-4输出的24V电压信号通过输出IO模块接入被检测PLC设备的输入端口，就实现了待检测PLC设备的信号输入。光耦隔离器TLP521-4和输出IO模块之间串设有输出状态指示模块。其中，输出状态指示模块包括多个发光二极管，每个发光二极管的阳极连接耦隔离器的一个输出端口，发光二极管的阴极构成了输出状态指示模块的一个输出端口，该输出端口连接被检测PLC设备的一个输入端口。
被检测PLC设备的输出端口连接本检测装置的输入状态指示模块，如图8所示，该输入状态指示模块包括多个发光二极管，所有发光二极管的阴极进行短接后连接直流电源24V的负极，每个发光二极管的阳极构成了该输入状态指示模块的一个输入端口。PLC设备的内部被检测程序运行后，接收到输入信号，就会执行逻辑判断，然后输出信号，通过输入状态指示模块中哪个指示灯亮或者灭以及亮灭的先后顺序，就可判断待检测程序逻辑是否执行正确。
当需要对PLC程序进行测试时，将该待测试程序下载至相应的检测PLC设备中，将上述检测装置输出IO模块的输出端口连接待检测PLC设备相应的输入端口，以此触发被测程序的逻辑功能，将待检测PLC设备的输出端口通过输入IO模块连接上述检测装置的输入状态指示模块，然后通过观察输入状态指示模块中每个输入点对应的状态指示灯完成对检测装置输出的检测，待测试程序的具体测试过程如下：
通过按钮模式选择模块中的外部触发按钮选择以及单片机的内部程序编程选择执行不同的模式，其中每种模式对应一种逻辑测试。当按钮按下时，P1口为低电平，当按钮复位时，P1口为高电平。当单片机STC89C52的P0口输出低电平时，实现锁存器的片选。又由于LE电位为高电平，锁存器的输出数据随着输入数据即单片机STC89C52的P2口电平的变化进行变化。当锁存器的输入为高电平时，锁存器的输出为高电平，光耦隔离器工作，光耦隔离器TLP521-4集电极与发射极导通，光耦隔离器TLP521-4输出端连接的电阻的两端电压接近DC24V，输出状态指示模块中相应的发光二极管点亮。当STC89C52控制锁存器输出低电平时，光耦隔离器集电极与发射极断开，光耦隔离器TLP521-4输出端连接的电阻两端电压约为零，输出状态指示模块中相应的发光二极管不亮。光耦隔离器TLP521-4的输出经过输出IO模块输入到检测PLC设备，PLC设备中的待检测程序被触发，执行逻辑判断，然后输出运行结果，待检测程序的运行结果通过输入IO模块输入到本检测装置的输入状态指示模块进行状态显示。当输出IO模块的输出端为高电平时，输入状态指示模块中相应的发光二极管点亮，当输出IO模块的输出端为低电平时，输入状态指示模块中相应的发光二极管不亮。
在每一种逻辑测试中，根据输出状态指示模块中各个发光二极管的点亮情况以及输入状态指示模块中各个发光二极管的点亮情况，可以判断待测程序本次逻辑是否正确，最终完成待测程序在所有逻辑测试中的测试。通过修改单片机内部程序中每种模式中IO输出控制部分的内容以及模式按钮定义，然后触发按钮模式选择模块中相应的按钮，选择不同的模式输出，从而满足被检测PLC设备内部待检测程序运行时所需要的各种情况下的不同输入条件，根据检测装置在此情况下输入状态指示模块中哪个指示灯亮或者灭以及亮灭的先后顺序，就可判断程序逻辑是否执行正确。其中，检测装置的输出判断是根据被检测PLC设备与检测装置间的接线及被检测PLC设备中下载的待检测PLC程序定义的各个输出端口的含义所确定的。
当然上述的检测装置中也可以不专门设置输出IO模块和输入IO模块，而是将输出状态指示模块的输出直接输入到被检测PLC设备中，并将被检测PLC设备的输出直接输入到输入状态指示模块中，输出IO模块和输入IO模块仅仅是作为连接端子来实现本检测装置与被检测PLC设备的连接。另外，本检测装置还包括电压转换模块，该电压转换采用型号为LM2576的降压型开关稳压器，将24VDC电压转换成5VDC电压，用于给检测装置的各个模块提供5VDC电压，LM2576的电路图如图9所示。
本装置同时设置有8个保持型按钮，作为检测装置输出模式的选择，每一种模式可控制一种输出，检测一条逻辑。本装置最多支持检测256种逻辑，能够满足当前PLC设备逻辑检测的需要。

Claims (9)

1.一种PLC程序控制逻辑的检测装置，其特征在于，包括模式选择模块、控制器以及输入状态指示模块，所述模式选择模块连接所述控制器的模式选择输入端口；所述控制器的输出端口用于连接下载有待测PLC程序的待检测PLC设备以触发待测PLC程序；所述输入状态指示模块的输入端口用于连接PLC检测设备的输出端口以显示待检测PLC设备中待测PLC程序的输出状态。
2.根据权利要求1所述的PLC程序控制逻辑的检测装置，其特征在于，所述控制器为单片机。
3.根据权利要求2所述的PLC程序控制逻辑的检测装置，其特征在于，该检测装置还包括设置在所述单片机和待检测PLC设备之间的锁存器模块，所述锁存器模块的输入端口连接所述单片机的输出端口，所述锁存器模块的输出端口用于连接下载有待测PLC程序的待检测PLC设备。
4.根据权利要求3所述的PLC程序控制逻辑的检测装置，其特征在于，该检测装置还包括设置在所述锁存器模块和待检测PLC设备之间的光耦隔离模块，所述光耦隔离模块的输入端口连接所述锁存器模块的输出端口，所述光耦隔离模块的输出端口用于连接下载有待测PLC程序的待检测PLC设备。
5.根据权利要求4所述的PLC程序控制逻辑的检测装置，其特征在于，该检测装置还包括设置在所述光耦隔离模块和待检测PLC设备之间的输出状态指示模块，所述输出状态指示模块的输入端口连接所述光耦隔离模块的输出端口以显示单片机的输出状态，所述输出状态指示模块的输出端口用于连接下载有待测PLC程序的待检测PLC设备。
6.根据权利要求5所述的PLC程序控制逻辑的检测装置，其特征在于，该检测装置还包括设置在输出状态指示模块和待检测PLC设备之间的输出IO模块以及设置在所述输入状态指示模块和待检测PLC设备之间的输入IO模块，所述输出IO模块的输入端口连接所述输出状态指示模块的输出端口，所述输出IO模块的输出端口用于连接下载有待测PLC程序的待检测PLC设备；所述输入IO模块的输入端口用于连接PLC检测设备的输出端口，所述输入IO模块的输出端口连接所述输入状态指示模块的输入端口。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的PLC程序控制逻辑的检测装置，其特征在于，所述模式选择模块包括一组保持型按钮，每个所述保持型按钮的一端接地，另一端与上拉电阻串联后连接供电电源；每个所述保持型按钮与上拉电阻的连接端作为该按钮模式选择模块的一个输出端口。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的PLC程序控制逻辑的检测装置，其特征在于，所述输入状态指示模块的每个输入端口对应连接一个发光二极管的阳极，每个所述发光二极管的阴极短接后连接直流电源的负极。
9.根据权利要求5或6所述的PLC程序控制逻辑的检测装置，其特征在于，所述输出状态指示模块的每个输入端口对应连接一个发光二极管的阳极，每个所述发光二极管的阴极连接所述输出状态指示模块的对应输出端口。
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