Excel在PLC程序开发方面的应用.pdf

宴 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ， j ． i s s n ． 1 0 0 9 - 9 4 9 2 ． 2 0 1 6 ． 0 3 ． 0 2 4 E x c e l 在P L C程序开发方面的应用 陈优 明 深圳达实智能股份有限公司，广东深圳 5 1 8 0 0 0 摘要地铁环境与设备监控系统系统 B A S 中涉及诸多接1 1 、多功能要求 ，需要处理大量的数据，以传统方式进行P L C 编程需 花费大量时间，运用 E x c e l 强大的数据处理能力和V B A功能进行数据统计分析、数据生成以及开发程序代码，极大地提高程序 开发效率和准确率，同时对系统的数据处理奠定基础。 关键词P L C 程序；V B A；通风模式；数据库 中图分类 号T P 3 9 1 ． 1 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 99 4 9 2 2 0 1 60 30 0 9 30 4 Ap p l i c a t i o n o f Ex c e l i n PLC P r o g r a m De v e l o p me n t CHEN Yo u mi n g S h e n z h e n D A S I n t e l l i t e c h C o ． 。L t d ． ，S h e n z h e n 5 1 8 0 0 0 ，C h i n a Ab s t r a c t T h e me t r o b u i l d i n g a u t o ma t i c s y s t e m B A S i s i n v o l v e d i n ma n y i n t e rf a c e s ，ma n y f u n c t i o n a l r e q u i r e me n t s ，a n d n e e d s t o d e a l wi t h a l a r g e a mo u n t o f d a t a ， P LC p r o gra mmi n g i n t h e t r a d i t i o n a l wa y n e e d s t o s p e n d a l o t o f t i me，u s i n g Ex c e l p o we rfu l da t a p r o c e s s i n g c a p a b i l i t i e s a n d VBA c a p a b i l i t i e s f o r d a t a a n a l y s i s ，d a t a g e n e r a t i o n a n d d e v e l o pme n t p r o g r a m c o d e，g r e a t l y i mp r o v i n g t he e ff i c i e n c y an d a c c u r a c y o f t h e p r o gra m d e v e l o p me n t ，b ut als o l a y i n g t h e f o u n d a t i o n for t h e s y s t e m d a t a p r o c e s s i n g ． Ke y wo r ds P LC p r o gra m ； VBA ； v e nt i l a t i o n mo d e； d a t a ba s e 0引言 地铁环境与设备监控系统B A S 除提供车站良 好 的乘 车环境外 ，还起 到至关重要 的防灾功能 。 其主要包含系统和设备如下 1 通风、空调与供暖系统； 2 给水与排水系统管； 3 应急 电源 E P S 及不间断电源 U P S ； 4 照明系统 ； 5 乘客导向标识 系统 ； 6 自动扶梯 、电梯设备 ； 7 站台门、防淹门系统等； 8 温 、湿度等环境参数监测等。 完善的P L C控制系统是各子系统以及整体应 用功能得以实现的前提条件。 要完成以上的设备监控及功能要求，采用传 统的P L C 编程方法 ，往往会使内容不清晰、层次 不明确、工作冗余繁琐、容易出错。 E x c e l 在协助P L C 程序开发方面起到了数据分 析、数据处理、P L C 编程、数据库原始记录等功 能，同时通过对B A S 系统的核心功能通风系统的 P L C 代码的生成介绍，更加体现E x c e l 所带来的便 利操作t l - 2 ] 。 1 数据分析 与处理 1 ． 1 数据统计分析 B A S 系统监控设备以设计院提供的设计蓝图 为依据。对蓝图中其各节点控制箱柜的控制要求 进行分析 实现方式上区分硬接线与通讯数据 ， 数据类型上 区分数字量 、模拟量等 。通过 E x c e l 函 数功能对 以上数据量的统计 ，对优化配置提供 比 较依据，同时分析I ／ O 余量、模块电源总体功耗、 总体安装尺寸，以解决配点不足、不合理，电源供 电不足，安装空间不够等可能带来的一系列问题。 1 ． 2 设备及功能分类 在监控对 象方面命名规则采用 系统 设备代 收稿 日期 2 0 1 50 92 1 羹 码 设备编号 功能 ，见表 1 。 每个设备类的监控要求进行归类 ，以隧道风 机T V F为例 ，见表 2 。 表 1 设备代码表 表 2变量类表 在实际工程实施 中根据要求不同 ，功能会有 所不同，需考虑以下几方面 。 1 P L C址址方式 绝对地址编程 、绝对地址 和虚拟地址结合 、名称地址 。表 3中内存地址是 针对绝对地址而设置的相对点位地址 。 2 监控要求 并非所有功能都需用到 ，如隧 道风机只存在高速正反转无需低速的情况。 3 报警点如设备的报警点，故障代码等。 4 报警 级别定义和报警 阀值 报警 级别分 l 一 3 级 ，如火灾工况定义为 1 级报警 。报警阀值 ， 根据各设备而定，如变频设备的故障代码 非零 值 。 5 报警时的描述信息。 表3 为变量地址及报警表。 通过 以上 3个表 ，可 以构造完整的设备变 量 以及报警信息。 1 ． 3设备及变量数据生成 E x c e l 自带的V B A功能 ，可以快速生成 P L C所 需的I ／ O与设备变量的链接 ，功能块的调用 ，上下 位的传输数据程序。 1 通过对设备 的分类可以生成设备清单表 。 即系统 设备代码 设备编号。 2 通过对设备类 的功能定义可以生成设备变 量表 ，P L C的变量结构体 。 3 结合设备清单表和设备功能表可以生成可 导入 P L C的设备变量表 ，完成了 P L C对设备变量 的创 建 。 4 通过对设备变量 的要求定 义可 以生成接 口连 接表 、上位与下 位 的通 讯点位 、上位 的报 警表等。 E x c e l 的快速编辑功能，以及结合 V B A的快速 生成功 能 ，使 P L C创建变量不再是繁琐 的工作 。 结合 E x c e l 的函数及 V B A查错功能 ，大大减少传 统创建 P L C变量方式而引起 的错误 率高 、排列不 合理、 结构不规范等现象。 表 3 变量地址及报警 表 1 ． 4 功能块生成 每类设备往往需要有 自己的功能块来实现控 制功能 。传统方式上会逐个调用功能块 ，除工作 量大 以外也极易引起设备缺漏 。通过对 P L C编程 语法 的理解 ，通过设备表可生成相应的设备功能 块调用程序 。以 G E P A C 3 i P L C编程为例f 后面举 例都是以P A C 3 i 的P L C 编程代码 H W I RE； Z0 2一BAS 0 2 0_CO2 BASCO2_X2 01 01， G； Z0 2 一BAS 0 2 0一CO2 BASCO2_X2 01 02， C； END RUNG； 以上代码 为两个 二 氧化碳设 备 的功 能块调 用 。在功能块测试方面 ，P L C编程软件 自带 了强 大的指令集以及功能说明，在其内部结构内完成 组态和测试更为有效 ，而将大量的数据处理工作 交给E x c e l 更为合理 。 至此完成 了大部分 P L C的基础结构 。在完成 各设备 功能块测试后 即可实现 P L C的单控 功能 ， [二] Ⅱ 嘿忱明 E x c e l 肛P L C 程序开发方面的 协助 3 - 业 趔 这也是整个 系统调试的基础。 2 通 风控制 系统 的解 析与生成 B A S系统 的重心 内容 为通风 系统 ，通风 系统 的核心功能为模式控制。模式控制对其 步骤进行 解析可分为工况分析、工况赋值、关联设备。 2 ． 1 工况 分析 首先对通 风工况做个简要说明 ，以大系统通 风为例 ， 见表4 。 表 4 大 系统通风模 式表 小新风空调“ T o 全新风空调 ≥ D 2 正常运行 过渡季节 T w ot o 小新 风空调 ／ ； E N D R U NG ； H WI R E ；E Q _ I N T B A S P V S _ S 0 1 ． AI MOD， G 2 0 1 ； R ； C 1 ； C 1 ； H WI RE； MOVE I NT 1 0 BAS P VS S 0 1 ． AI T RI M ，G； E ND_ RUNG； 导入 P L C 程序后显示效果如图 1 。 图1 模式工况判断 2 ． 2工况赋值 每一种模式工况对应的设备动作并不一致 ， 模式表中通过不同的符号表示不同动作 ，见表 6 。 表 6 模式设备动作表 在 P L C中使 用数 字类 型 易于 数据 处理 ，简 化 编程 ， 因此对 各设 备 动作 需 进行 数 字定 义 ， 见表 7 。 为节省模式控制中对P L C 变量使用 ，采用 l 6 进制编码方式 ，以4 个 b it 位为一个设备控制对 表 7设备动作值表 象，最多可执行1 6 种设备动作，可满足所有设备 的动作要求 ，同时 1 6 进制数据在运算方面更易于 数据处理。结合表 6 、表 7 两表可生成对应模式 的 工况动作说明以及表达式 。 Dl 动作说明 * XF一1 一A XFl B K1 KT一1 一 A KT一1 一B K1 * HPF-1 一A HPF 一1 一B爿 K1 PYl A PYl -B* G D- 2- A D- 2- B％ K D-3 -A D- 3- B* K D-6 -A D-6 -B* K DY一1 一 A DY一1 一 B％ G l D一1 一A D一1 一B G D-5 - A D一 5 一 B G冲 D一 4 一 A D一 4 一 B K D T l A DTl - B* K1 DT-2 -A DT-2 -B*K1 “ 用于 间隔表 6中各列设备动作 ，“ ”用 于间隔表6 中同列下设备相同动作。 表达式 D1 3 3 1 0 0 0 1 1 1 0 3 3 3 为了便于 P L C代码 的生成 ，表达式对应 的设 备动作 由右至左 ，采用双整字型 ，需将 D 1 设备动 作值用两个整型存储 ，对应生成的设备动作表达 式为 BAS PVS_S 01 ． DI NT0 1 6 01 1 1 0 3 3 3 B AS PVSS O 1 ． DI NT1 1 6 3 3 l O O 2 ． 3关联设备 完成工况的判断以及工况中设备的动作值 后，将该工况下的设备动作值赋给相应设备成为 实质性 的一 步 。通 过设备在该 工况 下 的排 序方 式 ，可生生成各设备所 占用的 1 6 进制位 ，如表 8 所示 。 表8 设备动作 占位表 设备列表 设备H e x 占位 B 2 01* XF 一 1 一 A X F 一1 - B B 2 0 1 K T 一 1 一 A K T一 1 一 B B 2 0 1} HPF 一1 一 A HP F l B B 2 0 1} P Y l A P Y一 1 一 B P VS 0l He x 0 ． 0 P VS 01 lq e x 0 ．1 P V S O 1 He x 0 ． 2 P V S 0 1 He x 0 ．3 P V S 大 系统 ，0 1 1 号系 统 ，H e x 1 6进制 ， 0 ．0 第 0 个整型的第 0 位 ，后面表述 内容为依次递 增 ，当超过一个双整字 ，则双整字加 1 。 对上述数据进一步解析 ，生成设备在模式工 况下 的控制动作命令 。以设备 X F 一 1 一 A举例代码 如 下 。 N O C O N B A S _ P VS S 0 1 ． D I N T [ 0 0 I ． x [ o 1 ，G ； H WI RE； COI L BAS _XXF_l A． MODBI T 0， G； END RUNG； NOC ON B AS _P V S S 0 1 ． D I N T [ O 0 ] ． X 【 1 ] ， G ；H _ WI R E ；H_ WI R E ；C O I L B A S X XF 一 1 A ． MODBI T1， G；END RUNG； NOCON BAS_PVS_S 0 1 ． D I N T [ 0 0 ] ． X [ 2 1 ， G ；H WI R E ； C O I L B A S _ X X F _ 1 A ． MODBI T2， G；END RUNG； NOCON BASPVSS O1 ． D I N T [ O 0 ] ． X [ 3 】 ， G ；H _ WI R E ； C O I L B A S X X F 一 1 A． MODBI T3， G； END RUNG； 通过 4 个 b i t 位的编码确定该模式下 的设备动 作工况。 2 ． 4 模式综述 以上 为大系统模式举列 ，在模式控制 中还有 隧道系统模式 、小系统模式 、照明模式 、水系统 模式等。隧道系统需要考虑左右区间，将其区段 值分成 3 段 。小 系统 R V S 模式需考虑各个子小系 统 S O 1 ，S 0 2 ⋯ ，在代码生成上 ，首先以小系统模 式的各子小系统为单元生成如大系统一样的设备 动作 表 ，接着 对各模 式适用 的子小 系统 进行分 类 ，如小系统模式号X 1 一 X 4 动作设备为S 0 1 系统 设备 ，X 5 一 X 8 动作设备为S 0 2 系统设备，最后模 式要求所有子系统一同动作的采且同一模式号传 送给各子系统 ，以统一模式动作 。其它系统模式 实现上采用类 同方式。 3 结语 在接 口及设备繁多的情况下 ，通过 E x c e l 来处 理大量 的数据 ，以及编程功能 ，可节约大量 的时 间 ，同时为全面的数据分析打下 了基础 ，在E x c e l 数据分析无法满足的情况下 ，可将上述生成 的关 系表导人数据库 ，利用数据库的解析功能实现更 为强大的数据处理。无论是下位程序结构的合 理 性、直观性、可读性都会呈现优越的一面，同时 对上位的数据 以及上下位的数据对接都起到了极 大的便利。既有数据可查，又有数据可用。 参考文献 [ 1 ]G E F A N VC ． G F K 一 2 2 2 2 D P A C S y s t e m s ． C P U R e f e r e n c e Ma n u a l[ z ]． 2 0 0 5 ． [ 2 ]刘俊，马龙华，沈育平． E X C E L 在工控软件 中的嵌入 式应用[ J ]． 机 电工程 ，2 0 0 3 5 1 8 1 9 ． 作者简介陈优明，男，1 9 8 2 年生，浙江磐安人 ，大学专 科，工程师。研究领域 轨道交通智能控制技术及计算机 应用。 编辑 向飞