在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)過程控制中，普遍采用了plc控制系統(tǒng)，通過軟件程序來實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備之間的聯(lián)鎖控制也就是自動(dòng)控制，由控制設(shè)備驅(qū)動(dòng)的工廠機(jī)械設(shè)備來完成滿足工藝要求的生產(chǎn)過程。這里，設(shè)備的運(yùn)行分為單體手動(dòng)操作和自動(dòng)控制運(yùn)行兩種方式。在單體手動(dòng)操作中，一般是在設(shè)備就地（機(jī)旁）操作。plc的程序控制主要是進(jìn)行自動(dòng)控制，但其中也包括單體手動(dòng)操作，其完成的功能和就地（機(jī)旁）操作是一樣的，不同之處在于，它是通過程序的方式來實(shí)現(xiàn)，并且一般是在上位機(jī)的監(jiān)控畫面中通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)的方式進(jìn)行，也就是在機(jī)房或控制室中進(jìn)行而不是就地（機(jī)旁）。手動(dòng)操作（包括程序中的手動(dòng)單體操作）和自動(dòng)控制程序的主要區(qū)別在于，自動(dòng)控制程序是在正式投產(chǎn)后，各個(gè)設(shè)備沒有故障可正常工作時(shí)運(yùn)行。而手動(dòng)操作是在調(diào)試期間用于俗稱的“打點(diǎn)”時(shí)用，或正常運(yùn)行時(shí)，有設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)用。例如，某供水水箱的液位控制，水位高時(shí)，啟動(dòng)出水泵供水，水位低時(shí)，停止泵供水，假如水箱的液位傳感器出現(xiàn)故障，自動(dòng)控制就無法進(jìn)行，那么為了繼續(xù)維持生產(chǎn)，就需要操作人員現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作，根據(jù)水箱的液位指示器來手動(dòng)啟動(dòng)和停止出水泵的運(yùn)行及相應(yīng)閥門的開關(guān)。需要指出的是，本文所指的設(shè)備是plc輸出控制的開關(guān)量設(shè)備，模擬量設(shè)備不在本文的討論之列。
設(shè)備手動(dòng)和自動(dòng)切換的方式
在本文中，設(shè)備是指工廠機(jī)械設(shè)備及其控制設(shè)備?？刂圃O(shè)備是指電機(jī)，閥門等等，而設(shè)備的手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)行，主要體現(xiàn)在控制設(shè)備的手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)行。例如，對(duì)于電機(jī)的控制一般是通過mcc（電機(jī)控制中心）電氣控制系統(tǒng)來進(jìn)行的，電機(jī)的遠(yuǎn)程和就地信號(hào)，即自動(dòng)和手動(dòng)的切換信號(hào)，以及啟動(dòng)、停止、故障等信號(hào)均由mcc提供并接到plc硬件系統(tǒng)。在mcc柜上的遠(yuǎn)程就地轉(zhuǎn)換開關(guān)打到就地時(shí)，進(jìn)行就地手動(dòng)操作；打到遠(yuǎn)程時(shí)，進(jìn)行plc的程序自動(dòng)控制，或在上位機(jī)畫面上進(jìn)行點(diǎn)擊鼠標(biāo)式的手動(dòng)操作。我們可以這樣來理解plc控制系統(tǒng)、就地電氣控制系統(tǒng)、控制設(shè)備和工廠機(jī)械設(shè)備之間的關(guān)系，即自動(dòng)控制（包括plc程序中的手動(dòng)操作）是由plc控制系統(tǒng)通過電氣控制系統(tǒng)，由電氣控制系統(tǒng)來控制像電機(jī)一樣的控制設(shè)備，最后由控制設(shè)備來驅(qū)動(dòng)工廠機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行。而電氣控制系統(tǒng)像mcc柜本身，就可以直接進(jìn)行手動(dòng)就地操作。
對(duì)于電機(jī)的控制來說，正常運(yùn)行時(shí)，首先是plc程序的自動(dòng)控制，此時(shí)的遠(yuǎn)程就地轉(zhuǎn)換開關(guān)處于遠(yuǎn)程的位置，然后如果出現(xiàn)plc無法處理的問題或故障，則需要在上位機(jī)的畫面上，人工進(jìn)行單體設(shè)備的操作，以維持生產(chǎn)或進(jìn)行安全聯(lián)鎖操作。最后如果依然不能解決問題，則需要在就地（機(jī)旁）進(jìn)行操作，一般是進(jìn)行電機(jī)停止的操作。
對(duì)于閥門來說，一般也有相應(yīng)的電氣控制系統(tǒng)，就像mcc一樣，其一般是就地的現(xiàn)場(chǎng)電磁閥控制柜（箱），一般都有遠(yuǎn)程就地的轉(zhuǎn)換開關(guān)，用于手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)行的切換。和電機(jī)控制一樣，正常運(yùn)行時(shí)，首先是plc的自動(dòng)控制，此時(shí)的遠(yuǎn)程就地的轉(zhuǎn)換開關(guān)處于遠(yuǎn)程的位置，然后如果出現(xiàn)plc無法處理的問題或故障，則需要在上位機(jī)的畫面上，人工進(jìn)行單體設(shè)備的操作，以維持生產(chǎn)或進(jìn)行安全聯(lián)鎖操作。最后如果依然不能解決問題，遠(yuǎn)程就地轉(zhuǎn)換開關(guān)打到就地位置，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的就地控制。如果還不能解決問題，則只能使用手動(dòng)閥門進(jìn)行安全操作。
顯然，就地手動(dòng)和遠(yuǎn)程自動(dòng)運(yùn)行，是通過就地控制柜（箱）上的轉(zhuǎn)換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)的。plc程序中的手動(dòng)和自動(dòng)的切換功能，也可以這樣做，在程序中實(shí)現(xiàn)類似于轉(zhuǎn)換開關(guān)這樣的操作是沒有問題的。
設(shè)備手動(dòng)和自動(dòng)切換的程序?qū)崿F(xiàn)方法1
當(dāng)遠(yuǎn)程就地信號(hào)為1時(shí)，即表示現(xiàn)場(chǎng)的控制柜（箱）上的轉(zhuǎn)換開關(guān)打到了遠(yuǎn)程位置，可進(jìn)行plc的自動(dòng)控制；當(dāng)其為0時(shí)，則表示是現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作。為了實(shí)現(xiàn)程序內(nèi)部的手動(dòng)自動(dòng)切換，就像遠(yuǎn)程就地信號(hào)一樣，設(shè)置一個(gè)中間變量，這個(gè)中間變量作為程序手動(dòng)單體設(shè)備操作的標(biāo)志，是由上位機(jī)監(jiān)控程序來賦值的，其值為1時(shí)，進(jìn)行程序的單體設(shè)備手動(dòng)操作；為0時(shí)plc程序進(jìn)行自動(dòng)控制。由此可見，每一個(gè)自動(dòng)控制中的設(shè)備都是在這兩個(gè)條件下運(yùn)行的。
其中（l）為置位指令，（u）為復(fù)位指令。這里之所以用置位、復(fù)位指令，主要是考慮到啟動(dòng)（打開）條件和停止（關(guān)閉）條件可能是脈沖型的（例如上升沿脈沖），需要保持（注：如果mcc中的控制回路使用了“啟動(dòng)-保持-停止”方式，那么采用脈沖輸出比較合適，就像自復(fù)位式按鈕一樣。這里為了簡(jiǎn)化梯形圖程序，沒有這樣做。有興趣的讀者不妨一試）。電機(jī)啟動(dòng)或停止條件是自動(dòng)控制時(shí)的聯(lián)鎖條件，上位機(jī)進(jìn)行手動(dòng)操作時(shí)，自動(dòng)控制程序不能執(zhí)行。同樣就地操作時(shí)，plc的程序控制也不能執(zhí)行，程序可以根據(jù)需要將此時(shí)的電機(jī)啟動(dòng)和停止控制信號(hào)復(fù)位。閥門的控制也是一樣。這樣各個(gè)設(shè)備均可根據(jù)情況進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行或手動(dòng)操作。
設(shè)備手動(dòng)和自動(dòng)切換的程序?qū)崿F(xiàn)方法2
上面的方法對(duì)手自動(dòng)切換時(shí)的各種情況都進(jìn)行了考慮，程序進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要時(shí)時(shí)刻刻注意手自動(dòng)切換問題，程序量相對(duì)于沒有手自動(dòng)切換時(shí)也有所增加。如果把程序中的手動(dòng)程序同自動(dòng)程序分開，程序就會(huì)顯得更加清晰明了，同時(shí)設(shè)計(jì)自動(dòng)程序時(shí)也不必時(shí)時(shí)刻刻注意手自動(dòng)切換問題。這樣是否可行呢？我們不妨將上面的梯形圖程序改造成如圖2所示。
顯然，這是可行的，由于手動(dòng)程序最后執(zhí)行，電機(jī)或閥門的啟動(dòng)、停止或打開、關(guān)閉，由手動(dòng)程序決定。也就是說，當(dāng)自動(dòng)控制程序運(yùn)行時(shí)，如果有上位機(jī)手動(dòng)操作，則上位機(jī)手動(dòng)操作優(yōu)先。例如當(dāng)自動(dòng)程序要求電機(jī)停止時(shí)，如果上位機(jī)手動(dòng)操作讓其啟動(dòng)，則電機(jī)啟動(dòng)。其中的原因是，程序?qū)ο嗤兞炕騣o標(biāo)簽的賦值操作，最后執(zhí)行的程序有效。