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PLC程序規(guī)范化的步驟
PLC程序規(guī)范化的步驟
一、系統(tǒng)初始化，
二、過(guò)程或狀態(tài)的描述（相當(dāng)于繼電、接觸控制中的中間繼電器），
三、人機(jī)操作控制（手動(dòng)操作，參數(shù)修改等），
四、設(shè)備控制輸出（電機(jī)、閥等），
五、通信（各控制設(shè)備間的互鎖和數(shù)據(jù)交換）、
六、過(guò)程或狀態(tài)的故障描述，
七、報(bào)警輸出和故障位置等信息顯示，
八、生產(chǎn)過(guò)程報(bào)表（產(chǎn)、質(zhì)量等）。
下面主要談?wù)勥^(guò)程或狀態(tài)的描述和設(shè)備控制輸出，因?yàn)檫@基本上是程序的主要部分。
程序好壞的標(biāo)準(zhǔn)：穩(wěn)定、易調(diào)試、易修改、易擴(kuò)展、易讀、實(shí)時(shí)性（快）。在這么多年的實(shí)踐中，我感到先由過(guò)程或狀態(tài)的描述得到各種狀態(tài)變量，再對(duì)設(shè)備輸出進(jìn)行編程能比較好的達(dá)到上述目標(biāo)，可能它在快的方面有所欠缺（因?yàn)槌绦蜷L(zhǎng)一些）但這*可以從其它方面得到解決（例如中斷）。這種想法主要源自數(shù)學(xué)上的狀態(tài)方程：Q=f（S1，S2，S3……。。，Sn）其中Q為設(shè)備輸出，S1、S2、S3…….Sn為狀態(tài)變量（包括輸入輸出）。
f是由指令系統(tǒng)組成的算法。一般地，在一個(gè)系統(tǒng)中狀態(tài)變量是確定不變的（這取決于你的狀態(tài)描述），就象組成世界的元素是是基本不變一樣，所以只要改變算法就可以得到不同的控制輸出，因此擴(kuò)展和修改都非常方便。在調(diào)試和排除故障時(shí)，根據(jù)狀態(tài)進(jìn)程，可以很快找到故障原因。因?yàn)榭刂戚敵鲆话愣际菐追N狀態(tài)的函數(shù)（算法），它們是有冗余關(guān)系的，因此穩(wěn)定可靠性、抗干擾性得到大大增強(qiáng)。
PLC程序算法詳解
PLC程序算法詳解
1、 開關(guān)量是我們學(xué)習(xí)plc接觸到的概念，僅有兩個(gè)值，0或1（ON或OFF）。它是的控制，對(duì)它進(jìn)行控制是PLC的優(yōu)勢(shì)，也是PLC基本的應(yīng)用。
開關(guān)量控制的目的是，根據(jù)開關(guān)量的當(dāng)前輸入組合與歷史的輸入順序，使PLC產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)量輸出，以使系統(tǒng)能按一定的順序工作。所以，有時(shí)也稱其為順序控制。
而順序控制又分為手動(dòng)、半自動(dòng)或自動(dòng)。而采用的控制原則有分散、集中與混合控制三種。
2、寄存器是我們plc的重要組成部分，我們習(xí)慣稱其為變量，用來(lái)存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)。根據(jù)其應(yīng)用的范圍的不同可以分為全局變量和局部變量。對(duì)于全部變量我們并不陌生，很多初學(xué)者都知道如何去使用它，而對(duì)于局部變量，往往是初學(xué)者忽略的地方；局部變量是在我們建立的子程序中使用的，如果我們?nèi)プ鲆粋€(gè)運(yùn)算plc是什么，可能結(jié)果才是我們想要的，一些中間的計(jì)算結(jié)果，我們并不打算保留下來(lái)，那么就可以把這些中間結(jié)果賦值給局部變量，但是需要注意的是局部變量不能用來(lái)保存數(shù)據(jù)（請(qǐng)?jiān)试S我這么說(shuō)），如果你使用了局部變量，那么的辦法是，上一步的結(jié)算結(jié)果，下一步就用上。
3、 模擬量是指一些連續(xù)變化的物理量，如電壓、電流、壓力、速度、流量等。PLC是由繼電控制引入微處理技術(shù)后發(fā)展而來(lái)的，可方便及可靠地用于開關(guān)量控制。由于模擬量可轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，數(shù)字量只是多位的開關(guān)量，故經(jīng)轉(zhuǎn)換后的模擬量，PLC也*可以可靠的進(jìn)行處理控制。
由于連續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程常有模擬量，所以模擬量控制有時(shí)也稱過(guò)程控制plc是什么。
模擬量多是非電量，而PLC只能處理數(shù)字量、電量。所有要實(shí)現(xiàn)它們之間的轉(zhuǎn)換要有傳感器，把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)電量。如果這一電量不是標(biāo)準(zhǔn)的，還要經(jīng)過(guò)變送器，把非標(biāo)準(zhǔn)的電量變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，如4—20mA、1—5V、0—10V等等。
同時(shí)還要有模擬量輸入單元（A/D），把這些標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)；模擬量輸出單元（D/A），以把PLC處理后的數(shù)字量變換成模擬量——標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)。
所以標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)、數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換就要用到各種運(yùn)算。這就需要搞清楚模擬量單元的分辨率以及標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)。例如：
PLC模擬單元的分辨率是1/32767，對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電量是0—10V，所要檢測(cè)的是溫度值0—100℃。那么0—32767對(duì)應(yīng)0—100℃的溫度值。然后計(jì)算出1℃所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量是327.67。如果想把溫度值精確到0.1℃，把327.67/10即可。
模擬量控制包括：反饋控制、前饋控制、比例控制、模糊控制等。這些都是PLC內(nèi)部數(shù)字量的計(jì)算過(guò)程
SIMATIC PCS 7工業(yè)庫(kù)（SIMATIC PCS 7 Industry Library，以下簡(jiǎn)稱IL）為PCS 7 V8.0以上版本提供了全新的控制功能庫(kù)，是對(duì)PCS 7高級(jí)過(guò)程庫(kù)（APL）的擴(kuò)展，集成了非標(biāo)準(zhǔn)PCS 7 系統(tǒng)的工廠組件，包括S7-300控制器或者WinCC Flexible操作員面板。此外，IL中還集成了多個(gè)行業(yè)庫(kù)，例如，水、廢水處理行業(yè)庫(kù)和樓宇自動(dòng)化行業(yè)庫(kù)。PCS 7 IL與PCS 7 APL一起使用，可對(duì)不同領(lǐng)域內(nèi)的控制任務(wù)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)*的總體解決方案。
工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程通常在中央控制室對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制和，除此之外，用戶也要求在就地可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單控制，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境相對(duì)惡劣、監(jiān)控要求不高等特點(diǎn)，系統(tǒng)配置中多采用操作員面板作為現(xiàn)場(chǎng)終端操作設(shè)備。
之前的PCS 7系統(tǒng)中，操作員面板不能提供與PCS 7 OS相同風(fēng)格面板，增加了誤操作的風(fēng)險(xiǎn)，開發(fā)面板則需要花費(fèi)更多的時(shí)間。PCS 7 IL為操作員面板與PCS 7系統(tǒng)集成提供了解決方案，通過(guò)與PCS 7 APL (高級(jí)過(guò)程庫(kù)) 進(jìn)行交互的功能塊，為操作員面板提供必要的數(shù)據(jù)，WinCC Flexible中集成了IL Flexible功能庫(kù)，提供標(biāo)準(zhǔn)的塊圖標(biāo)，實(shí)現(xiàn)操作員面板的可視化，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)合理地分配OS與面板之間的操作權(quán)限，防止多點(diǎn)操作而造成不*。
圖1.1 PCS 7工業(yè)庫(kù)
本文以PCS 7 APL MotL為例，配置電機(jī)Motor1、Motor2、Motor3，詳細(xì)介紹如何定義MotL功能塊，如何為工業(yè)庫(kù)中的接口功能塊提供基本數(shù)據(jù)信息，以及在操作面板中進(jìn)行組態(tài)的所需步驟。
2、基本組態(tài)設(shè)置
2.1 創(chuàng)建測(cè)試項(xiàng)目
打開PCS 7 ，創(chuàng)建多項(xiàng)目，并插入AS、OP、OS三個(gè)單項(xiàng)目，分別添加SIMATIC 400 Station、SIMATIC HMI-Station和SIMATIC PC Station，進(jìn)行相應(yīng)硬件及網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，終項(xiàng)目結(jié)構(gòu)如下所示：
圖2.1 基本項(xiàng)目框架
2.2 CFC組態(tài)
安裝PCS 7 Industry Library后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)在CFC中添加功能庫(kù)“Industry Lib PCS 7 V80"，如圖2.2所示。更多關(guān)于IL的安裝信息，可以參考如下文檔：
通過(guò)“Panel"功能塊與PCS 7 APL (高級(jí)過(guò)程庫(kù)) 進(jìn)行交互，為操作員面板提供必要數(shù)據(jù)。
圖2.2 Industry Lib PCS 7 V80
2.2.1 定義“MotL"功能塊
創(chuàng)建3個(gè)CFC程序塊，分別命名為Motor1、Motor2、Motor3。將PCS 7 APL功能塊“MotL"插入至CFC圖表，命名為“Motor1"，打開功能塊屬性設(shè)置MsgLock、 OpSt_In及Feature引腳可見，并設(shè)置Feature.Bit25=1（激活消息抑制功能）。
圖2.3 MotL功能塊定義
2.2.2 連接“PMotL"
由Industry Lib PCS 7 V80中將功能塊“PMotL"插入CFC，命名為“PMotL1"，如下圖所示連接PMotL和MotL功能塊。
? SwitchPerm_Out連接OpSt_In，設(shè)定用戶操作權(quán)限，詳細(xì)介紹參見第4章分層操作；
? BlockConnector連接MotL任意輸出引腳，MotL的重要數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)地顯示在操作員面板中；
? MsgLock_Out連接MsgLock，PCS 7 標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用“Alarm_8P"在OS畫面中生成報(bào)警消息，而操作員面板并不支持Alarm_8P，為了OS及操作員面板上均顯示消息并可確認(rèn)，PMotL中使用“Alarm_DQ"生成消息。由于PMotL和MotL都會(huì)發(fā)送消息到OS畫面，為避免同一報(bào)警信息生成兩條消息，需要將MsgLock_Out連接MsgLock，并設(shè)置Feature.Bit25=1，抑制來(lái)自APL功能塊的消息。
圖2.4 PMotL與MotL連接
2.2.3 創(chuàng)建DB塊
在S7程序Blocks文件夾中創(chuàng)建自定義DB塊“OP_DB"，并創(chuàng)建數(shù)據(jù)類型為INT的參數(shù)“DB_Motor1"，用于連接PMotL接口功能塊。若存在多個(gè)MotL塊分別為每一個(gè)功能塊創(chuàng)建一個(gè)INT類型的參數(shù)。
圖2.5 創(chuàng)建DB塊
將功能塊PMotL的輸出“IDBNo"連接至自定義數(shù)據(jù)塊“OP_DB"的參數(shù)“DB_Motor1"。
圖2.6 PMotL與DB塊連接
2.3 操作員面板組態(tài)
成功安裝PCS 7工業(yè)庫(kù)后就包含了WinCC Flexible庫(kù)“IL_PCS_7_Flex_V80"，存儲(chǔ)路徑為STEP7安裝目錄中（Program files SIEMENSSTEP7S7LIBS）。該庫(kù)集成了標(biāo)準(zhǔn)的面板和塊圖標(biāo)，在畫面中添加面板和塊圖標(biāo)時(shí)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建變量、連接、文本列表等，用戶只需要根據(jù)項(xiàng)目情況做適當(dāng)調(diào)整即可