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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支持中國轉(zhuǎn)型升級，讓關(guān)鍵所在，逐一實現(xiàn)
中國已進(jìn)入了經(jīng)濟(jì)“新常態(tài)”格局，企業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時刻。西門子以客戶面臨的挑戰(zhàn)為驅(qū)動力，憑借的工程技術(shù)與創(chuàng)新能力，以優(yōu)秀的電氣化、自動化和數(shù)字化產(chǎn)品，解決方案和服務(wù)，為客戶帶來更大價值——更強(qiáng)的靈活，更高的效率，更快的上市時間，實現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。我們將這種力量稱之為“博大精深，同心致遠(yuǎn)”。 

西門子6ES7215-1HG40-0XB0

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。