使用OpenPLC编辑器进行调试和变量监视表

调试器是一种用于在程序执行期间研究嵌入式控制器内部和外部操作的软件工具。大多数集成开发环境都包含监视功能，允许在OpenPLC控制台内显示输入设备、输出状态和中间变量。当输入设备（如按钮开关）被触发时，对应的布尔值在监视窗口中从FALSE变为TRUE。这种实时监控方法为观察梯形图逻辑执行提供了一种清晰的手段。

OpenPLC Editor 4.1.2版本中引入的新调试器为观察和分析工业控制应用提供了一种增强的方法。调试器的重要性在于它提供了一种使用实时监控技术理解梯形图执行的实用方法。在旧版本的OpenPLC中，执行期间观察内部逻辑状态的能力有限。因此，用户需要依靠使用物理输出和手动验证的间接测试方法。

图1. 调试器监视功能。

新版本的OpenPLC现在包含了配置通信设置、下载梯形图程序以及执行结构化调试会话的功能。从产品的角度来看，由此产生的自动化系统更加可靠，因为逻辑行为可以在部署前得到验证。因此，升级到OpenPLC 4.1.2版本为工业控制系统开发带来了明显的改进。

OpenPLC调试器的设置

要使用调试器，Arduino Uno PLC必须在OpenPLC编辑器中进行正确配置。选择合适的固件，并分配通信端口以建立开发机器与控制器之间的连接。启用Modbus RTU通信协议，并输入从站ID以支持数据交换。

一旦梯形图下载到Arduino Uno PLC，通过点击编辑器界面中的错误图标启动调试会话。执行期间，Arduino Uno上的发送和接收LED灯将闪烁，表示控制器与OpenPLC编辑器之间处于活动通信状态。图2显示了如何访问用于硬件设备选择和通信设置的配置设置面板。

图2. 配置设置面板。

Arduino Uno的选择和Modbus RTU通信设置如图3所示。

图3. 配置Arduino Uno板和Modbus RTU通信。

控制工程师可以通过实时监视变量状态来识别逻辑错误、接线问题或配置错误。观察功能块（例如数学运算和比较操作）执行的能力增强了对系统的理解。这减少了重复修改程序的需要，缩短了开发时间。

一个简单的调试示例

一个基本的与逻辑门可用于说明OpenPLC 4.1.2版本中调试器的操作。梯形图由两个输入设备PB1_Switch和PB2_Switch组成，它们使用检查是否闭合（XIC）指令串联连接。输出线圈激励（OTE）指令用于根据输入条件控制一个LED。

仅当两个输入设备都被触发时，LED才会点亮。与逻辑门梯形图（LD）的简单逻辑结构和标签列表提供了一个清晰的实时监控示例。

图4. 与逻辑梯形图和标签列表。

要实现这个示例，监视窗口被配置为显示PB1_Switch、PB2_Switch和LED输出的状态。图5展示了OpenPLC错误图标的位置。

图5. OpenPLC错误图标。

调试器允许实时观察与逻辑门的逻辑行为。当两个输入设备都处于FALSE状态时，LED保持关闭。当只有一个输入设备被触发时，LED保持关闭，因为与条件不满足。当PB1_Switch和PB2_Switch都被触发时，LED变为开启状态。该行为会立即显示在监视窗口中，确认逻辑操作正确。

图6. 监视窗口。

图7展示了按钮开关和LED的输入与输出（I/O）监视。

图7. 监视与逻辑门输入/输出。

如此示例所示，调试器允许控制工程师观察输入条件以及输出如何响应各种应用的布尔事件。相同的实时监视原理可以应用于复杂的梯形图应用。因此，调试器为在不同系统设计和机械应用中验证控制逻辑提供了一种一致的方法。