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玄貓（BlackCat）

Koyo Click PLC程式寫入與I/O驗證實務

本文闡述 Koyo Click PLC 的完整程式開發與驗證流程。內容涵蓋從完成梯形圖編寫、執行語法檢查，到將專案寫入 PLC 的關鍵步驟。文章進一步探討兩種核心驗證方法：首先，利用軟體內的「數據視圖」功能，模擬並覆寫 I/O 狀態，在無實體接線下測試程式邏輯；其次，詳述如何將實體選擇開關站盒連接至 PLC 輸入端子，實現真實世界的訊號互動。此流程整合了軟體模擬與硬體實作，是工業控制系統開發的基礎實務。

工業自動化 PLC編程
PLC編程 工業控制系統 數據視圖 I/O覆寫 梯形圖

在工業自動化領域，可編程邏輯控制器（PLC）的程式開發不僅是撰寫邏輯，更是一套嚴謹的工程實踐。從程式寫入到運行驗證，每個環節都旨在確保控制系統的穩定性。本文探討的流程，特別是區分軟體模擬與實體接線的測試方法，體現了現代控制系統開發的核心思維。利用「數據視圖」進行 I/O 覆寫，屬於一種桌上測試策略，允許開發者在不依賴實體設備的情況下，快速驗證程式邏輯，大幅降低初期除錯成本與風險。隨後銜接實體 I/O 接線測試，則是將抽象邏輯與物理世界結合的關鍵步驟，確保系統在真實運作環境下的預期行為。這套方法論是實現高效、安全自動化專案的基礎。

Koyo Click PLC程式寫入與運作驗證

程式寫入PLC與語法檢查

玄貓認為，完成梯形圖程式的編寫後，將程式寫入PLC是實現控制功能的關鍵步驟。在此之前，進行語法檢查是良好的程式設計習慣，可以及早發現並修正錯誤。

程式寫入前的準備：

  1. 確認輸出地址：選擇Y001作為輸出線圈的地址，並確保其旁邊出現綠色勾號，表示該記憶體位置有效。
  2. 理解I/O端子：Koyo Click PLC前面板上的X1和Y1端子分別對應程式中的X001輸入和Y001輸出。這確保了程式中的邏輯與實體接線的一致性。
  3. 添加END功能：在程式的最後一個梯級（rung 2）末端，從「指令列表」的「程式控制（Program Control）」部分拖曳「END」功能。這會明確告知PLC程式的結束點。

語法檢查：

  1. 執行語法檢查：在「程式（Program）」標籤頁下，雙擊「梯形圖程式（Ladder Program）」資料夾中的「語法檢查（Syntax Check）」選項。
  2. 檢查輸出視窗：檢查輸出視窗中是否有錯誤或警告訊息。一個成功的語法檢查應該顯示「0個錯誤，0個警告（0 error(s) and 0 warning(s)）」。

寫入專案到PLC：

  1. 儲存程式：在寫入PLC之前，建議先儲存您的程式。
  2. 執行寫入操作：從「PLC」選單中選擇「寫入專案到PLC…（Write Project into PLC…）」。
  3. 比較專案：軟體會顯示一個差異（diff）功能概覽，比較當前PLC中的專案與您即將寫入的專案。
  4. 確認傳輸：如果一切正常，您將會看到「傳輸完成（Transfer completed）」的對話框。

驗證PLC運作模式：

  1. 切換PLC模式：在「PLC模式（PLC Modes）」視窗中，將PLC的模式從「停止（STOP）」切換為「運行（RUN）」。
  2. 觀察指示燈：如果程式成功寫入並運行，您應該會看到以下指示：
  • 綠色的「RUN」狀態指示燈亮起。
  • 沒有「PLC錯誤（PLC Error）」訊息。
  • 程式中的「END」功能被藍色高亮顯示。
  • 輸出視窗顯示「寫入專案到PLC…」和「傳輸完成」。

此圖示：Koyo Click PLC程式寫入與運行驗證流程

@startuml
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!theme _none_

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skinparam defaultFontName "Microsoft JhengHei UI"
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skinparam minClassWidth 100

actor "使用者 (User)" as user
participant "Koyo Click 程式設計軟體" as click_software
participant "Koyo Click PLC" as plc
participant "輸出視窗" as output_window

user -> click_software : 確保 Y001 地址有效
user -> click_software : 拖曳 "END" 功能至程式末端

user -> click_software : 雙擊 "語法檢查"
click_software --> output_window : 顯示 "0 錯誤, 0 警告"

user -> click_software : 儲存程式
user -> click_software : 點擊 "PLC" 選單 -> "寫入專案到 PLC..."
click_software --> user : 顯示專案差異概覽
user -> click_software : 確認寫入

click_software --> user : 顯示 "傳輸完成" 對話框
click_software --> plc : 程式寫入

user -> click_software : 切換 PLC 模式從 "STOP" 到 "RUN"
plc --> user : 顯示綠色 RUN 狀態, 無錯誤訊息
click_software --> user : 程式中 END 功能高亮顯示
output_window --> user : 顯示 "寫入專案到 PLC..." 和 "傳輸完成"

note right of plc
程式邏輯: X001 控制 Y001
end note

@enduml

看圖說話：

此圖示詳細描繪了Koyo Click PLC程式寫入與運行驗證的流程。使用者首先確認程式中的輸出地址Y001有效，並在程式末端添加了必要的END功能。隨後，執行語法檢查，確保程式沒有錯誤或警告。在程式儲存後，使用者透過「寫入專案到PLC…」功能將程式傳輸到PLC。軟體會顯示專案差異，確認後便會完成傳輸。最後，使用者將PLC模式從「停止」切換到「運行」，並觀察PLC的指示燈和軟體的輸出視窗，確認程式正在正常運行，且沒有錯誤。這些步驟是驗證PLC程式功能和穩定性的重要環節，也是所有自動化和控制專案的基礎。

覆寫與接線I/O：模擬輸入以觸發輸出

玄貓認為，在程式已經成功寫入PLC並運行後，下一步是模擬輸入信號，以觀察程式如何觸發輸出。這將幫助我們更深入地理解Koyo Click程式設計軟體的功能，特別是數據視圖（Data View）的使用。

模擬輸入與數據視圖：

在ICS實驗室中，我們經常需要模擬輸入信號來測試PLC程式，而無需實際連接所有實體I/O設備。Koyo Click程式設計軟體提供了一個強大的工具——數據視圖（Data View），它允許我們讀取和寫入PLC記憶體地址的值。

  1. 開啟數據視圖：從「監控（Monitor）」選單中選擇「數據視圖（Data View）」。
  2. 空白表格：您將會看到一個空白的表格，準備好讓您添加監控或修改的記憶體地址。

透過數據視圖覆寫輸入：

  • 我們將使用數據視圖來「覆寫（override）」輸入X001的狀態。
  • 透過將X001的值從OFF切換到ON，我們將模擬一個實體開關被閉合的動作。
  • 如果程式邏輯正確（當X001為ON時，Y001為ON），我們應該會觀察到輸出Y001被激勵。

實體I/O接線（後續步驟）：

雖然數據視圖允許我們模擬，但最終目標是連接實體I/O：

  • 輸入接線：將選擇開關站盒連接到PLC的X1端子。
  • 輸出接線：將工業信號塔燈連接到PLC的Y1端子。

透過數據視圖的模擬和實體I/O的接線，我們將能夠從軟體層面和硬體層面全面測試和驗證PLC程式的功能。

Koyo Click PLC數據視圖與實體I/O接線

數據視圖操作：模擬輸入與覆寫功能

玄貓認為，在PLC程式開發與測試階段，能夠模擬輸入信號而無需實際接線是極為高效的方法。Koyo Click程式設計軟體的**數據視圖（Data View）**功能提供了這種能力，讓我們可以方便地測試程式邏輯。

添加地址到數據視圖：

  1. 選擇地址單元格：在數據視圖工具中，選擇行001的「地址（Address）」單元格。
  2. 開啟地址選擇器：點擊對話框左下角的「編輯（Edit）」按鈕，開啟地址選擇器。
  3. 選擇X001：在地址選擇器中，您會看到記憶體地址空間自動填充。確認X001在「已使用（Used）」欄位顯示「是（Yes）」，這表示X001已在程式中使用。選擇X001並點擊「確定（OK）」。
  4. 數據視圖顯示：現在，數據視圖的No. 001行將顯示X001的資訊，包括暱稱（如果設定）、目前值、新值、寫入按鈕、檢視格式和任何地址備註。

模擬輸入：

  1. 設定新值為ON：在X001的「新值（New Value）」欄位下，選擇「ON」按鈕。
  2. 寫入到PLC：在「寫入（Write）」欄位會出現一個圖示。雙擊此圖示，將ON值寫入PLC的記憶體空間。
  3. 初步結果：此時，您會發現PLC的實體輸入X1並沒有改變狀態，程式中的Y001也沒有被激勵。這是因為雖然我們寫入了記憶體值，但PLC的實體I/O引腳是主要的，且目前沒有啟用覆寫功能。

啟用覆寫功能（Override）：

為了讓記憶體中的值能夠影響實體I/O，我們需要啟用覆寫功能。

  1. 啟用覆寫選項：在數據視圖對話框中，勾選「檢視覆寫（View Override）」選項。這會導致數據視圖中新增一欄。
  2. 啟動I/O覆寫：雙擊X001行新增的「OVR」按鈕。
  3. 觀察變化：
  • 數據視圖中的「OVR」按鈕會以黃色高亮顯示。
  • 主程式視窗會顯示覆寫指示。
  • 如果「狀態監控（Status Monitor）」已啟用（在「監控（Monitor）」選單中），您會看到程式中的X001和Y001都被藍色高亮顯示，表示它們已被激勵。

關閉輸入：

  1. 設定新值為OFF：在X001的「新值（New Value）」欄位下，雙擊「OFF」按鈕。
  2. 觀察變化：X001和Y001將不再被高亮顯示，表示它們已斷電。

此圖示：Koyo Click數據視圖操作與覆寫流程

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actor "使用者 (User)" as user
participant "Koyo Click 程式設計軟體" as click_software
participant "數據視圖工具" as data_view
participant "PLC" as plc
participant "梯形圖編輯區" as ladder_editor

user -> click_software : 點擊 "監控" 選單 -> "數據視圖"
click_software --> data_view : 顯示空白數據視圖表格

user -> data_view : 選擇行 001 的 "地址" 單元格
user -> data_view : 點擊 "編輯" 按鈕
data_view --> user : 彈出地址選擇器
user -> data_view : 選擇 "X001" 並點擊 "確定"
data_view --> user : 數據視圖顯示 X001 資訊

user -> data_view : 在 X001 的 "新值" 欄位選擇 "ON"
user -> data_view : 雙擊 "寫入" 圖示
data_view -> plc : 寫入 X001 ON 值到記憶體

user -> data_view : 勾選 "檢視覆寫" 選項
data_view --> user : 數據視圖新增 "OVR" 欄位
user -> data_view : 雙擊 X001 行的 "OVR" 按鈕
data_view -> plc : 啟用 X001 的覆寫功能
data_view --> user : OVR 按鈕高亮顯示

plc --> ladder_editor : X001 和 Y001 被高亮顯示 (如果狀態監控開啟)

user -> data_view : 在 X001 的 "新值" 欄位雙擊 "OFF"
data_view -> plc : 寫入 X001 OFF 值到記憶體
plc --> ladder_editor : X001 和 Y001 不再高亮顯示

note right of plc
覆寫功能允許軟體模擬實體 I/O 狀態
end note

@enduml

看圖說話：

此圖示展示了Koyo Click程式設計軟體中數據視圖工具的操作流程，特別是如何利用其覆寫功能來模擬PLC的輸入。使用者首先開啟數據視圖，將X001地址添加到監控列表。接著，透過在「新值」欄位選擇「ON」並寫入，嘗試模擬輸入，但此時PLC的實體I/O並未改變。關鍵步驟是啟用「檢視覆寫」選項，並雙擊X001的「OVR」按鈕，這會啟動覆寫功能，使得軟體設定的ON值能夠真正影響PLC的輸入狀態，並在梯形圖中看到X001和Y001被激勵的高亮顯示。最後，透過將「新值」設定為「OFF」，可以關閉輸入。這個過程演示了如何在不實際接線的情況下，有效測試PLC程式的邏輯。

實體I/O接線：選擇開關站盒

玄貓認為，雖然數據視圖提供了方便的模擬功能，但最終我們需要將程式與實體世界連接起來。這涉及到將選擇開關站盒（Selector Switch Station Box）連接到PLC的輸入端子。

選擇開關站盒的內部結構：

  • 購買設備：您可以在Amazon等平台購買類似的選擇開關站盒。我們將使用其中的瞬時按鈕（通常是綠色按鈕）。
  • 拆解與觀察：使用十字螺絲起子移除面板螺絲和面板。您會看到三個開關模組，每個模組有四個端子。對於瞬時開關，兩組端子對應開關的動作。
  • 選擇正確的端子：玄貓建議使用底部的一組連接，這樣當按鈕按下時，電流會通過開關。
  • 測試導通性：使用電壓表測試端子的導通性。當按下開關時，電壓表應該會發出蜂鳴聲，表示電路短路。

接線步驟：

  1. 準備電線：使用剝線鉗剪裁並剝去兩根14 AWG電線的兩端絕緣層。
  2. 連接開關：將每根電線的一端連接到選擇開關站盒的兩個端子。
  3. 連接電源與PLC：
  • 將其中一根電線連接到電源供應器（提供24VDC或120VAC，取決於PLC輸入類型）。
  • 將另一根電線連接到PLC的X1輸入端子。

此圖示：選擇開關站盒與PLC接線示意圖

@startuml
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skinparam linetype ortho
skinparam roundcorner 5
skinparam defaultFontName "Microsoft JhengHei UI"
skinparam defaultFontSize 16
skinparam minClassWidth 100

rectangle "電源供應器 (Power Supply)" as ps {
port "輸出" as ps_out
}

rectangle "選擇開關站盒 (Selector Switch Station Box)" as switch_box {
component "瞬時按鈕 (Momentary Push Button)" as button
port "端子 A" as term_a
port "端子 B" as term_b
}

rectangle "Koyo Click PLC" as plc {
port "X1 輸入端子" as plc_x1
}

ps_out -- term_a : 供電
term_b -- plc_x1 : 輸入信號

note right of button
當按鈕按下時，
電源供應器的電壓會透過開關
傳遞到 PLC 的 X1 輸入端子。
end note

@enduml

看圖說話：

此圖示展示了選擇開關站盒與Koyo Click PLC的實體接線示意圖。電源供應器提供電壓，其輸出端連接到選擇開關站盒中瞬時按鈕的一個端子（端子 A）。瞬時按鈕的另一個端子（端子 B）則連接到Koyo Click PLC的X1輸入端子。當使用者按下瞬時按鈕時，電路閉合，電源供應器的電壓會透過開關傳遞到PLC的X1輸入端子，從而觸發PLC程式中對應X001的邏輯。這個實體接線是將PLC程式與真實世界互動的基礎，也是ICS系統運作的核心環節。

結論：

縱觀現代自動化專案的複雜挑戰，這套從程式寫入、軟體模擬到實體接線的驗證流程，體現了一種至關重要的工程紀律：分層確認。數據視圖（Data View）的覆寫功能，如同一個低風險的數位沙盒，讓工程師在投入硬體資源前，能以極高效率驗證核心邏輯，大幅降低因接線錯誤或程式瑕疵導致的潛在風險。此過程的關鍵瓶頸，在於從單純的記憶體寫入，到真正理解並啟用I/O覆寫功能的觀念轉換，這正是區分新手與資深工程師對系統內外狀態連動掌握度的分水嶺。

展望未來，這類強大的模擬功能與實體控制器的高度整合，將是控制系統開發的必然趨勢，形同在元件層級實踐了「數位雙生」（Digital Twin）的概念，進一步壓縮開發週期並提升系統的初始可靠性。

因此，玄貓認為，掌握這套「先虛後實」的雙重驗證方法，不僅是確保單一功能的技術操作，更是奠定複雜系統績效與穩定性的策略基石，是將設計藍圖轉化為卓越成就的必要修養。