针对多开关量
PLC控制系统中由于操作失误引起的设备误动作问题，采用容错
设计，屏蔽错误输入信息，保证设备正
常运行，并且在丰田A-340E自动变速器试验台得到了验证。
关键词
LC，容错设计，多开关量
Abstract
Fault-tolerance Design is introduced to resolve the device running error because of the wrong input.The control system
masks the wrong input and ensures device running healthily.And the design is tested by Automatic Transmission experiment
platform of TOYOTA A-340E.
Keywords: PLC,fault-tolerance design,multi-switch
在PLC控制系统中，某些开关量控制信息必须按照一定的
组合逻辑顺序输人，否则就会引起被控设备误动作。传统的控制
是运用自锁、互锁等方法，例如电动机的正反转控制。这对于开
关量较少的系统容易实现，而随着开关量的增加，程序设计变得
越来越复杂，也很容易出错。本文结合丰田A-340E型自动变速
器试验台，具体阐述了对于多开关量控制信息的容错设计。
1丰田A-340E型自动变速器试验台介绍
丰田A-340E型自动变速器试验台，该系统换挡执行元件
有离合器Co,C,,CZ，制动器Bo,13,,132,133，以及单向离合器Fo,
F,,Fz。变速器的各种挡位就是靠离合器、制动器、单向离合器的
不同工作组合方式来实现的。其中单向离合器是靠内部机械机
构进行单向锁止，不需要外部控制，因此换挡时只需要控制离合
器和制动器。为了让学生了解自动变速器的换档过程和动力传
递路线，离合器和制动器通过电磁阀全部为手动控制。
实验台上设有7个换挡执行元件按钮(Co,C,,CZ,Bo,B,,
132, B3)分别与离合器、制动器相对应。由于是全手动操作，换挡
元件要按一定的方式组合，否则容易出现运动干涉和运动冲击
而损坏自动变速器。例如由D挡位3挡进人超速挡时必须先让
C。分离，再让B。制动。否则Ba,C。同时结合，超速输人轴被强行
锁止，产生严重的运动干涉。
2控制电路设计
2.1方案选择
本系统选用SIEMENS公司SIMATIC S7-200系列的
CPU224为控制核心，该CPU有14个输人和10个输出I/O
接口，能够满足控制系统的要求。I/O地址分配如图1所示，其
中10.7,Q0.7,Q1.1未用。
2.2程序设计
(1)容错设计原理
本系统共有7个换挡执行元件分别对应7个控制按钮，若
按照按钮开关排列组合共有2 '=128种输人方式，但这128种
输人方式中决大多数都是无效组合或错误组合。其中无效组合
对系统没有影响或影响不大，而错误组合会导致设备运行故障。
无论是无效组合还是错误组合都反映了使用者对设备不熟悉，
对于这些输人方式都应采取输人信息错误屏蔽措施和相应报警
离合器控制
开关输入
制动器控制
开关输入
控制制动器
电磁阀输出
提示。由于正确组合信息较少，因此只要找出正确的输人组合方
式，就能排除无效组合和错误组合。
