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本公司主要從事工業(yè)自動化產(chǎn)品的工程和銷售。公司以低廉的價格,強(qiáng)大的技術(shù)力量,周到的服務(wù)取得用戶的信任。本公司的客戶范圍廣泛,行業(yè)涉及冶金,造紙機(jī)械,紡織機(jī)械,水處理設(shè)備,水泥,飲料,包裝等生產(chǎn)企業(yè),大專院校,科研單位和工程公司等。
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更新時間:2019-07-30 17:14:44瀏覽次數(shù):283
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湖南亞貝納自動化設(shè)備有限公司
本著“以人為本、科技先導(dǎo)、顧客滿意、持續(xù)改進(jìn)”的工作方針,致力于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)、工程配套和系統(tǒng)集成,擁有豐富的自動化產(chǎn)品的應(yīng)用和實踐經(jīng)驗以及雄厚的技術(shù)力量,尤其以PLC復(fù)雜控制系統(tǒng)、傳動技術(shù)應(yīng)用、伺服控制系統(tǒng)、數(shù)控備品備件、人機(jī)界面及網(wǎng)絡(luò)/軟件應(yīng)用為公司的技術(shù)特長,幾年來,公司在與德國 SIEMENS公司自動化與驅(qū)動部門的*緊密合作過程中,建立了良好的相互協(xié)作關(guān)系,在可編程控制器、交直流傳動裝置方面的業(yè)務(wù)逐年成倍增長,為廣大用戶提供了SIEMENS的新技術(shù)及自動控制的解決方案。
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很多從日系PLC或者200PLC過來的人,很不習(xí)慣于S7 1200 或者TIA PORTAL 里面的一些專業(yè)術(shù)語,比如OB,DB,FC,FB等等,其實這些術(shù)語也包含于S7 300,400 ,1500等,所以今天講解的內(nèi)容,理論上也適應(yīng)于這些PLC。雖然我沒有玩過這些東西,但是TIA PORTAL適合于西門子全系列PLC,很多概念性的東西都是*的。S7 1200的功能強(qiáng)大正式基于擁有各種類型的block和多種變量類型。
S7 1200 由以下幾類基本元素組成:
OB:組織塊,英文名Organization block。組織塊是CPU系統(tǒng)和用戶程序之間的接口,可以在CPU上電啟動時調(diào)用,也可以循環(huán)調(diào)用,也可以在PLC發(fā)生錯誤時候調(diào)用。
DB:數(shù)據(jù)塊,英文名Data block。從字面含義便知主要用于儲存用戶數(shù)據(jù),比如模擬量轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù),相當(dāng)于200里面的V區(qū),歐姆龍PLC的W區(qū)。
FC:函數(shù),英文名Function。我們常常在FC函數(shù)中寫一些需要重復(fù)執(zhí)行的代碼,可以在程序不同地方調(diào)用,可以被OB調(diào)用,也可以被FC調(diào)用。使用FC可以簡化我們需要重復(fù)執(zhí)行的任務(wù),提高代碼的運(yùn)行效率。FC類似于200的子程序。
FB:FC+DB組合,意思是含有DB塊的FC函數(shù),與FC的區(qū)別是當(dāng)函數(shù)調(diào)用結(jié)束后,通過Static變量仍然可以保留數(shù)值,經(jīng)常用于調(diào)用間的數(shù)據(jù)共享。
OB組織塊
當(dāng)我們新建一個程序時,系統(tǒng)會自動建立一個Main[OB1]程序,該程序會在PLC的每個掃描周期被調(diào)用。Main程序和200里面的主程序,是一個同樣的概念。也類似于C里面的Main ,即為函數(shù)入口點(diǎn),我們可以在Main程序里面調(diào)用各種函數(shù)和塊。下面的圖是在程序中調(diào)用一個FC和FB,然后在FC中調(diào)用另外一個FC,形成嵌套調(diào)用。
注:<Main>、<SumFC>、<調(diào)用FC>、<調(diào)用FB>是別名,方便我們記憶和理解,真正的地址在[.....]中,如OB1,FC2,FC1,FB1等等。
圖1 Main程序
圖2 Main調(diào)用結(jié)構(gòu)
圖1顯示了Main程序具體內(nèi)容,圖2顯示了Main程序的調(diào)用結(jié)構(gòu)。圖中很多元素的概念,我們暫時不需要了解,但是可以看到一些整體概念,Mian程序包含程序段1(NW1)和程序段2(NW2),在Main的調(diào)用結(jié)構(gòu)中包含了3個元素test、調(diào)用FB和調(diào)用FC。其實應(yīng)該是4個,還有一個嵌套在<調(diào)用FC>中,點(diǎn)擊<調(diào)用FC>左側(cè)箭頭,出現(xiàn)如下圖所示:
圖3 FC嵌套調(diào)用
圖4 OB分類
我們來分析上圖中的OB類型。OB塊主要用于程序循環(huán)、啟動、延時中斷、循環(huán)中斷、硬件中斷、HSC中斷、診斷錯誤和時間錯誤八大事件。OB塊還有兩個屬性是編號和優(yōu)先級,優(yōu)先級越高,中斷級別越高。在同樣的優(yōu)先級別,OB編號越小,越優(yōu)先執(zhí)行。從圖1中,我們看到Main程序的地址在OB1,是一個循環(huán)運(yùn)行程序,優(yōu)先級為1較低。時間錯誤事件的優(yōu)先級高,當(dāng)發(fā)生該事件時,會暫停執(zhí)行Main程序,優(yōu)先執(zhí)行時間錯誤事件OB塊。程序循環(huán)OB類塊的編號屬性為"1;>=123",意為我們可以創(chuàng)建多個類似OB塊。因為新建程序默認(rèn)OB編號為1,假設(shè)我們要創(chuàng)立該事件類型OB塊,那么默認(rèn)編號為123起,同時OB1的執(zhí)行要優(yōu)先于OB123。診斷錯誤事件OB塊和時間錯誤OB塊只有一個。
圖5 添加OB新塊
圖6 手動選擇創(chuàng)建編號
圖5 添加OB新塊界面,我們可以看到,在紅色矩形框處,OB編號數(shù)值為123,我們選擇的創(chuàng)建方式為自動。如果你想起用別的編號,可以選擇手動方式,同時可以選擇創(chuàng)建OB塊采用的語言。大家不妨自己試一試哦。
這里講解幾個常用的OB類型塊使用,其他類型OB塊使用,大家可以翻閱系統(tǒng)編程手冊。
程序循環(huán)事件OB塊(program cycle):該塊主要用于執(zhí)行循環(huán)運(yùn)行的程序,一般一個程序中創(chuàng)建一個便可以,就是默認(rèn)的Main程序(OB1),我們可以通過調(diào)用FC和FB來實現(xiàn)其他功能。系統(tǒng)CPU每個掃描周期都會執(zhí)行該類型OB塊。
啟動事件OB塊(Startup):該塊主要用于初始化變量,當(dāng)PLC斷電重啟或者CPU從STOP切換為RUN時候執(zhí)行,往后不再運(yùn)行,也就是只運(yùn)行一次。我們新建一個DB1塊,添加兩個,設(shè)置初始值,如下圖所示:
圖7 添加DB塊變量
然后新建一個Startup事件OB塊,寫如下程序(SCL語言):
圖8 Startup事件OB塊程序
我們可以看到該類型OB塊編號為100,如果再建一個該類型OB塊,編號必須>=123。然后我們下載程序,這里順便提一下下載選項,如下圖所示:
圖9 下載選項
如果是初次下載,選擇"硬件和軟件(僅更改)"。如果不是初次,可以選擇你修改的部分,這樣會提高下載速度。
圖10 程序運(yùn)行結(jié)果
循環(huán)中斷事件OB塊(Cyclic interrupt):常常用于需要定時執(zhí)行的任務(wù),比如我們需要1秒鐘采樣50個模擬值,我們可以把循環(huán)時間設(shè)置為20毫秒??赡軙腥藛枺瑸槭裁床徊捎闷胀ǘ〞r器每隔20毫秒采樣一次呢?因為普通定時器會受到CPU掃描周期的影響。在PID程序中,我們需要采用循環(huán)中斷事件來調(diào)整計算PID輸出。
圖11 添加循環(huán)中斷事件OB塊
在實驗程序里,通過INC指令把DB1塊里面的變量,每隔1秒加1,運(yùn)行效果如下:
圖12 循環(huán)中斷事件OB
我們會看到在OB30這個程序塊里面,"Data".Var2的值會每隔1秒變化,如果把INC指令放在Main[OB1]里面會是什么情況呢?
診斷錯誤事件OB塊(Diagnostic error interrupt):當(dāng)PLC發(fā)生故障時,會觸發(fā)該事件;解除故障時,也會觸發(fā)該事件,在該模塊里面,我們可以讀到故障信息。
圖13 添加診斷錯誤事件OB塊
在實驗程序里,我們需要捕捉模擬量輸入的溢出錯誤,所以需要對模擬量輸入進(jìn)行如下配置:
圖14 添加溢出診斷功能
圖15 AI通道硬件標(biāo)識符
在配置硬件組態(tài)時,TIA PORTAL 將為每個硬件對象(如模塊、接口或模塊端口,甚至是智能設(shè)備的傳輸區(qū))自動分配硬件標(biāo)識符,相當(dāng)于我們的號碼,。
圖16 診斷程序
在診斷程序中,我們可以獲取錯誤IO狀態(tài),硬件標(biāo)識符和通道,并添加了STP指令。當(dāng)錯誤發(fā)生時候,使PLC處于STOP狀態(tài),若不添加STP指令,PLC仍以RUN狀態(tài)運(yùn)行。
圖17 診斷運(yùn)行結(jié)果
通過讀取IO_State,LADDR和Channel三個變量,IO狀態(tài)以二進(jìn)制格式顯示,第4位為1,所以會出現(xiàn)錯誤。具體每個變量含義請看下圖:
圖18 診斷錯誤中斷 OB 的啟動信息
結(jié)束語
這期我們主要講解TIA PORTAL 編程中一個非常重要的元素OB塊,該內(nèi)容不僅適合于1200,同樣也適用于1500,300,400。由于1200本身的功能限制,1200的知識點(diǎn)還是與其他型號有所區(qū)別。與200相比,則是程序結(jié)構(gòu)分類更為精細(xì)。希望我通俗易懂的講解,能讓大家快速領(lǐng)悟到OB塊的強(qiáng)大之處并且能快速上手。在本期的講解中,若有不明之處,歡迎留言哦,同時歡迎指出錯誤。留言問題,我會定期做統(tǒng)一解答。