1 引言
在對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行plc編程的過(guò)程中，由于各種輸入變量、輸出變量及中間變量之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，開始時(shí)往往毫無(wú)頭緒。如果能夠根據(jù)設(shè)備所要實(shí)現(xiàn)的各種功能，列出各種變量之間的函數(shù)表達(dá)式，就可以清楚的分析它們之間的邏輯關(guān)系，繼而根據(jù)表達(dá)式編寫plc程序，下面以深圳機(jī)場(chǎng)的行李輸送與安檢聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)為例，介紹如何運(yùn)用函數(shù)表達(dá)式來(lái)分析各種變量之間的邏輯關(guān)系的。
2 行李輸送與安檢設(shè)備聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)概述
旅客在乘機(jī)前需要辦理登機(jī)手續(xù)，機(jī)場(chǎng)設(shè)有辦理旅客登機(jī)手續(xù)的專用設(shè)備－值機(jī)柜臺(tái)，值機(jī)柜臺(tái)與行李輸送、安檢構(gòu)成旅客行李安檢、輸送聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，乘客需要托運(yùn)的行李，都必須通過(guò)行李安檢系統(tǒng)的安全檢查。如圖1所示，一般情況下，行李輸送與安檢聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)按兩個(gè)值機(jī)柜臺(tái)共用一臺(tái)雙通道x光機(jī)設(shè)計(jì)，兩個(gè)值機(jī)柜按相同的工作模式工作。值機(jī)系統(tǒng)包括值機(jī)柜臺(tái)、稱重皮帶（web）、x光機(jī)皮帶（xrb）、注入皮帶（wab）、腳踏開關(guān)等。安裝在web和wab上光電管（pec）用作die-back功能。每條皮帶在同一時(shí)間只能傳送一件行李。
行李輸送與安檢聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)采用上位機(jī)集中、plc現(xiàn)場(chǎng)分散控制模式進(jìn)行控制。plc選用rockwell controllogix系列，編程軟件采用rslogix5000。圖1為機(jī)場(chǎng)行李輸送與安檢設(shè)備構(gòu)成的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。
2.1 值機(jī)面板
圖2示出了值機(jī)面板圖。使用值機(jī)柜臺(tái)前，打開鑰匙開關(guān)，值機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。每個(gè)值機(jī)面板有4個(gè)狀態(tài)指示燈，顯示值機(jī)當(dāng)前行李狀態(tài)。
“cid狀態(tài)”指示燈變常亮，表示該值機(jī)柜臺(tái)已處于工作就緒狀態(tài)，可以辦理登機(jī)手續(xù)，值機(jī)員依據(jù)值機(jī)面板上狀態(tài)指示燈進(jìn)行相應(yīng)操作（值機(jī)面板4個(gè)狀態(tài)指示燈功能如表1所示）。
2.2 x光機(jī)
x光機(jī)作為行李安檢系統(tǒng)的核心設(shè)備，在行李安全檢查方面起著決定性的作用。x光機(jī)通過(guò)發(fā)射x射線照射，使行李在x光機(jī)電腦屏幕上形成圖像，安檢員根據(jù)電腦屏幕上的成像判斷行李是否安全，確定行李能否通過(guò)安全檢查裝上飛機(jī)。行李輸送系統(tǒng)與x光機(jī)接口通過(guò)屏蔽電纜（4根信號(hào)線和1根公共線）連接，兩個(gè)行李值機(jī)柜臺(tái)共用一臺(tái)雙通道x光機(jī)。
信號(hào)線名稱、性質(zhì)及邏輯定義：
0# _________ 公共線;
1# _________ 第一號(hào)邏輯控制線;
2# _________ 第二號(hào)邏輯控制線;
3# _________ 第三號(hào)邏輯控制線;
4# _________ 第四號(hào)邏輯控制線。
其中，4#3#用于控制b通道，2#1#用于控制a通道。
1#、2#、3#、4#線對(duì)0#線短路（閉合）定義為“1”態(tài)，1#、2#、3#、4#線對(duì)0#線開路（斷開）定義為“0”態(tài)，×為無(wú)關(guān)態(tài)。
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3 聯(lián)動(dòng)邏輯功能定義
3.1 信號(hào)線邏輯功能定義
根據(jù)行李輸送系統(tǒng)與x光機(jī)接口通信協(xié)議，對(duì)1#、2#、3#、4#、0#線信號(hào)線邏輯功能定義如下：
?。?） 4#3#2#1#=1111時(shí)，x光機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)。4#3#2#1#≠1111時(shí)，x光機(jī)開機(jī)，值機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)。
?。?）x光機(jī)正常開機(jī)后，自動(dòng)將4#3#2#1#置為0000，值機(jī)系統(tǒng)初始化，值機(jī)人員開始辦理登機(jī)手續(xù)。第一次腳踩腳踏開關(guān)時(shí)，運(yùn)行web（在節(jié)能狀態(tài)下，自動(dòng)啟動(dòng)行李輸送系統(tǒng)設(shè)備），將旅客要求托運(yùn)的行李運(yùn)送到web的光眼1處停下，將打印的行李信息條碼掛在行李上;在x光機(jī)允許接收行李的條件下，第二次腳踩腳踏開關(guān)時(shí)，web、xrb和wab同時(shí)運(yùn)行，旅客行李從web進(jìn)入wrb，接受安全檢查。行李完全進(jìn)入wrb后，web在系統(tǒng)設(shè)定的時(shí)限內(nèi)自動(dòng)停運(yùn)，xrb和wab將行李運(yùn)送至wab的pec處停止，根據(jù)掃描檢查結(jié)果，確定行李在wab上等待與否。
?。?）4#3#2#1#=××11時(shí)，x光機(jī)內(nèi)的a通道已經(jīng)接收到來(lái)自web的行李，該行李的圖像未送到安檢工作站。此時(shí)，通道a和b的wrb均不得接收來(lái)自web的行李（a通道自鎖、b通道互鎖）。
?。?）4#3#2#1#=11××?xí)r，x光機(jī)內(nèi)的b通道已經(jīng)接收到來(lái)自web的行李，該行李的圖像未送到安檢工作站。此時(shí)，通道b和a的wrb均不得接收來(lái)自web的行李（b通道自鎖、a通道互鎖）。
?。?）4#3#2#1#=××10時(shí)，經(jīng)x光機(jī)掃描a通道行李的圖像已經(jīng)送到安檢工作站，該行李的圖像未經(jīng)安檢員判讀。此時(shí)，a通道的wrb不得接收來(lái)自web的行李（a通道的wrb自鎖），b通道的wrb可以接收來(lái)自web的行李（b通道的wrb互鎖狀態(tài)解除）。
?。?）4#3#2#1#=10××?xí)r，經(jīng)x光機(jī)掃描b通道的行李圖像已經(jīng)送到安檢工作站，該行李的圖像未經(jīng)安檢員判讀。此時(shí)，b通道的wrb不得接收來(lái)自web的行李（b通道的wrb自鎖），a通道的wrb可以接收來(lái)自web的行李（a通道的wrb互鎖狀態(tài)解除）。
?。?）4#3#2#1#=××00時(shí)，a通道行李的圖像經(jīng)過(guò)安檢員判讀，確認(rèn)安全，wab將該行李注入行李收集皮帶，同時(shí)解除a通道自鎖，允許后續(xù)行李進(jìn)入a通道的wrb。
?。?）4#3#2#1#=00××?xí)r，b通道的行李圖像經(jīng)過(guò)安檢員判讀，確認(rèn)安全，wab將該行李注入行李收集皮帶，同時(shí)解除b通道自鎖，允許后續(xù)行李進(jìn)入b通道的wrb。
?。?） 4#3#2#1#=××01時(shí)，a通道的行李圖像經(jīng)過(guò)安檢員判讀，確認(rèn)該行李行李可疑，安檢人員應(yīng)將該行李從wab上取下開包檢，觸發(fā)x光機(jī)上復(fù)位開關(guān)（使4#3#2#1#=××00），解除a通道的自鎖，允許后續(xù)行李進(jìn)入a通道的wrb。
（10）4#3#2#1#=01××?xí)r，b通道的行李圖像經(jīng)過(guò)安檢員判讀，確認(rèn)該行李行李可疑，安檢人員應(yīng)將該行李從wab上取下開包檢，觸發(fā)x光機(jī)上復(fù)位開關(guān)（使4#3#2#1#=00××），解除b通道的自鎖，允許后續(xù)行李進(jìn)入b通道的wrb。
4 列出輸入變量、輸出變量、中間變量及其邏輯關(guān)系表達(dá)式
4.1 列出系統(tǒng)所用到的輸入變量和輸出變量
如表2所示。
4.2 根據(jù)系統(tǒng)的邏輯功能列出各種中間變量及其與輸入變量、輸出變量之間的關(guān)系，進(jìn)行編程
?。?） 首先，根據(jù)x光機(jī)信號(hào)線的邏輯功能定義得到柜臺(tái)a、b通道的各種狀態(tài)與x光機(jī)信號(hào)的關(guān)系表達(dá)式：
x光機(jī)關(guān)閉狀態(tài)（y0）=x1x2x3x4
a自鎖b互鎖（y1）=x1x2
b自鎖a互鎖（y2）=x3x4
a自鎖b解互鎖（y3）=x1x2
b自鎖a解互鎖（y4）=x3x4
安檢正常，a解自鎖（y5）=x1x2
安檢正常，b解自鎖（y6）=x3x4
a行李可疑（y7）=x1x2
b行李可疑（y8）=x3x4
a通道腳踏開關(guān)互鎖sa=a通道腳踏開關(guān)*a通道光眼1
b通道腳踏開關(guān)互鎖sb=b通道腳踏開關(guān)*b通道光眼1
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（2） 根據(jù)輸送帶的邏輯動(dòng)作順序得到輸送帶運(yùn)行的關(guān)系表達(dá)式：
腳踏踏下鎖存變量js（l）=j↑*time1
腳踏踏下解鎖變量js（u）= c1↑+tc1+e
time1為行李在x光機(jī)皮帶中運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng);
tc1表示行李進(jìn)入x光機(jī)（行李離開光眼1后延時(shí)1秒）;
↑表示一次脈沖觸發(fā)信號(hào);
當(dāng)鎖存變量js（l）為真時(shí)，中間變量“腳踏踏下”js常為1;當(dāng)解鎖變量js（u）為真時(shí)，js常為0;
發(fā)送行李進(jìn)x光機(jī)鎖存變量：
f（l）= js*c1*y2*y5*sb*p2*c2*key*e*time1
解鎖變量f（u）=c1↑+tc1+e
當(dāng)f（l）為真時(shí)，中間變量“發(fā)送行李進(jìn)x光機(jī)”f常為1;當(dāng)f（u）為真時(shí)，f常為0;
稱重皮帶運(yùn)行：
p1=js*c1+f;
x光機(jī)皮帶啟動(dòng)鎖存變量
p2（l）=f;
p2（u）=c2+rest+e;
當(dāng)p2（l）為真時(shí)，輸出變量p2常為1（運(yùn)行）;當(dāng)p2（u）為真時(shí)p2為0（停止）;
注入皮帶啟動(dòng)鎖存變量：
p3（l）=f+y5*c2*win*key*e
p3（u）=c2+rest+e;
win為中間變量“有預(yù)留窗口”;當(dāng)p3（l）為真時(shí)，輸出變量p3常為1（運(yùn)行）;當(dāng)p3（u）為真時(shí)p3為0（停止）;
?。?） 柜臺(tái)指示燈表達(dá)式
cid指示燈（綠）：
中間變量“慢閃條件”：gf=f（l）*y5↑
綠燈閃爍：g=慢閃中間點(diǎn)*gf
綠燈常亮：g=y5*key
x光機(jī)狀態(tài)指示燈（白）：
慢閃條件：wf=y3+y4
白燈慢速閃爍：ｗ＝ｗf*慢閃中間點(diǎn)*time1 *y0*key
白燈快速閃爍：w=time1*快閃中間電*y0* key
白燈常亮：w=x1x2x3x4*time1*wf* y0* key
安檢指示燈（紅）：
紅燈慢速閃爍：r=y7*慢閃中間點(diǎn)*e*y0* key
紅燈快閃：r=e*快閃中間點(diǎn)*y0* key
紅燈常亮：r=y7*e* y0* key
超重超長(zhǎng)狀態(tài)燈（黃）
行李發(fā)送時(shí)行李在稱重皮帶上3秒內(nèi)仍沒(méi)發(fā)送進(jìn)ｘ光機(jī)則判斷行李超長(zhǎng)
“行李超長(zhǎng)”：tl=c2* p1* p2*計(jì)時(shí)３秒
超重信號(hào)ｔw由柜臺(tái)電子稱輸出。
黃燈慢閃：yel＝key *tw*慢閃中間點(diǎn)
黃燈常亮：yel= key *tl
?。?） 據(jù)表達(dá)式畫出梯形圖，進(jìn)行plc編程。
5 結(jié)束語(yǔ)
從表達(dá)式我們可以清楚的看出各種變量之間的邏輯關(guān)系，再進(jìn)行梯形圖編程就顯得簡(jiǎn)單得多了。另外，在維護(hù)設(shè)備時(shí)，很多時(shí)候都要對(duì)設(shè)備的plc程序進(jìn)行分析，這時(shí)候先列出各種變量之間表達(dá)式，把各種邏輯關(guān)系弄清楚，對(duì)于程序分析式也有很大的幫助。
（轉(zhuǎn)載）
