渭南西門子PLC代理商                                                                                           渭南西門子PLC代理商

STEP 7不僅從不同層次充分支持合理的程序結構設計,，而且也簡化了結構設計的復雜程度,。

一個復雜的自動化過程可以被分解并定義為一個或多個項目(PROJECT)；而對于每個項目,，又可以進一步分解并定義給一個或多個CPU,，每個CPU都有一個控制程序(CPU_PROGRAM)。圖5.10顯示了一個樣本過程,，它分成4個不同的項目：項目1和項目2只有一個CPU,，而項目3和項目4有多個CPU。這樣,，一個很復雜的控制任務的結構設計,，就被簡化為各個CPU程序的結構設計。項目間或項目中的各CPU程序之間,，能以某種方式聯(lián)網(wǎng),，實現(xiàn)信息共享。如在S7協(xié)議支持下,，用MPI網(wǎng)以全局數(shù)據(jù)通信的方式可方便地建立起聯(lián)系,，實現(xiàn)一個項目中各CPU共享信息

典型的情況是一個過程控制任務只有一個項目，該項目下也僅有一個CPU程序,，每一個CPU程序又可依據(jù)時間特性或事件觸發(fā)特性的差異分類編入不同的組織塊(OB)中,。例如，需要以固定時間間隔循環(huán)執(zhí)行的那部分程序編入組織塊OB35中,，為PLC正常運行而需進行初始化的程序編入組織塊OBl00中,。又如，由硬件觸發(fā)的中斷服務程序編入組織塊OB40中,，對程序執(zhí)行中產(chǎn)生的同步錯誤的響應處理程序編入組織塊OB121或OB122中,。

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對于各組織塊中的程序，可以根據(jù)其復雜程度分別選用線性,、分部或結構化等三種形式中的一種程序結構,。由于組織塊OB1(主程序循環(huán))中的程序是應用程序中主要的也是復雜的部分,，因此,，對OB1中的程序設計合理的結構是十分重要的。下面分別說明三種典型結構的特點及選用原則,。

1. 線性程序結構

用“線性"結構設計的程序連續(xù)放置在一個塊內(nèi)(通常為OB1),，塊中的程序按順序執(zhí)行。這一結構是初的PLC模擬的繼電器梯形邏輯的模型,。線性程序具有簡單,、直接的特點。編程時，不必考慮功能塊如何編程及如何調(diào)用,，也不必考慮如何定義局部變量及如何使用背景數(shù)據(jù)塊,。由于所有的指令在一個塊內(nèi)，因此它適用于只需一個人編寫的,、相對簡單的控制程序,。

這是一種部分模塊化的程序結構，也稱為部分結構化,。程序被分成各部分放在若干功能塊中,，每個功能塊含有用于一種設備的一系列控制邏輯。放置在組織塊OB1中的指令決定控制程序的各功能塊的執(zhí)行,。比如說,，一個分部程序可能包含以下內(nèi)容：

(1) 用于控制設備每一部分的FC；

(2) 用于控制設備每一工作狀態(tài)的FC,；

(3) 用于控制操作員接口的FC,；

(4) 用于進行PLC自診斷的FC。

在分部程序中,，既無數(shù)據(jù)交換也沒有重復利用的程序代碼,。各功能塊收集并使用自己的數(shù)據(jù)，功能塊不傳遞也不接收參數(shù),，功能塊的編程與調(diào)用比較簡單,。由于每個功能區(qū)分為不同的塊，因而使得多個程序員能夠同時編程而不發(fā)生沖突,。分部程序結構的編程效率比線性程序有所提高,，程序測試也較方便，對程序員的要求也不太高,。對不太復雜的控制程序可考慮采用這種程序結構,。

3. 結構化程序結構

*結構化(模塊化)的程序結構是PLC程序設計和編程較有效的結構形式，它可用于復雜程度高,、程序規(guī)模大的控制應用程序設計,。結構化程序可以重復使用某些功能塊，只需要在使用功能塊時為其提供不同的環(huán)境變量(實參),，就能完成對不同設備的控制,。例如，在工業(yè)攪拌控制過程中有三臺泵,，對它們的控制功能相似,，可以編寫一個用于對泵進行控制的功能塊，編程時先定義泵控制所需的變量(形參),，并使用這些變量構成一個稱為“泵控制"的一般功能塊,。在調(diào)用該功能塊時,，通過改變傳入功能塊中的參數(shù)(實參)，可以分別對成分A,、成分B和攪拌桶中的三臺泵進行控制,。

結構化程序有高的編程和程序調(diào)試效率，應用程序代碼量也小,。結構化程序也支持多個程序員協(xié)同編程,。這種程序結構建立在對PLC系統(tǒng)功能的合理分析、分解及綜合的基礎之上,，程序具體結構形式的確定與程序設計人員的水平及經(jīng)驗關系很大,，對程序員的要求也較前兩種高。

1. 將過程分割為任務和區(qū)域

一個自動化過程包括許多單個的任務,，通過識別一個過程內(nèi)的相關任務組,，然后將這些組再分解為更小的任務，即使復雜的過程也能夠被定義,。下面將這個工業(yè)攪拌過程構造為四個功能區(qū)域：配料A區(qū)域,、配料B區(qū)域、混合罐區(qū)域和排料區(qū)域,。

2. 說明各個功能區(qū)域

1) 配料A和配料B區(qū)域

(1) 每種配料的管道都配備有一個入口和一個進料閥以及進料泵,。

(2) 進料管還有流量傳感器。

(3) 當罐的液面?zhèn)鞲衅髦甘竟逎M時,，進料泵的接通必須被鎖定,。

(4) 當排料閥打開時，進料泵的啟動必須被鎖定,。

(5) 在啟動進料泵后1 s內(nèi)必須打開入口閥和進料閥,。

(6) 在進料泵停止后(來自流量傳感器的信號)閥門必須立即被關閉以防止配料從泵中泄露。

(7) 進料泵的啟動與一個時間監(jiān)控功能相結合,，換句話說,，在泵啟動后的7 s之內(nèi)，流量傳感器會報告溢出,。

(8) 當進料泵運行時,，如果流量傳感器沒有流量信號，進料泵必須盡可能快地斷開,。

(9) 必須對進料泵啟動的次數(shù)進行計數(shù)(維護間隔),。

2) 混合罐區(qū)域

(1) 當罐的液面?zhèn)鞲衅髦甘尽耙好娴陀诘拖?或排料閥打開時，攪拌電機的啟動必須被鎖定,。

(2) 攪拌電機在達到額定速度時要發(fā)出一個響應信號,。如果在電機啟動后10 s內(nèi)還未接收到該信號,，則電機必須被斷開,。

(3) 必須對攪拌電機的啟動次數(shù)進行計數(shù)(維護間隔),。

(4) 在混合罐中必須安裝三個傳感器。① 罐裝滿：一個常閉觸點,。當達到罐的高液面時,，該觸點斷開。② 罐中液面高于低限：一個常開觸點,。如果達到低限,，該觸點關閉。③ 罐非空：一個常開觸點,，如果罐不空,，該觸點閉合。

3) 排料區(qū)域

(1) 罐內(nèi)產(chǎn)品的排出由一個螺線管閥門控制,。

(2) 這個螺線管閥門由操作員控制,，但是遲在“罐空"信號產(chǎn)生時，該閥必須被關閉,。

(3) 當攪拌電機在工作或罐空時打開排料閥必須被鎖定,。

3. 定義邏輯塊

通過程序塊可以將用戶程序分布到不同的塊中并建立塊調(diào)用的分層結構來組織程序。本例中用戶程序主要由組織塊OB1,、功能塊FB1,、功能FC1及三個數(shù)據(jù)塊DB1～DB3組成。圖5.12所示為結構化編程的塊的分層調(diào)用結構,。

(1) OB1：與CPU操作系統(tǒng)的接口,，包含主要程序。在OBl中調(diào)用塊FBl和FCl并傳送控制過程所需的特定參數(shù),。

(2) FB1：用于配料A的進料泵,、配料B的進料泵和攪拌電機的控制。由于要求*(接通,、斷開,、計數(shù)應用程序等)，可以通過同一個功能塊實現(xiàn),。

(3) 背景DB1～DB3：用于控制配料A,、配料B的進料泵和攪拌電機的實參及靜態(tài)數(shù)據(jù)各不相同，因此分別存儲在與FBl相關的三個背景DB中,。

(4) FC1：用于閥的控制,。配料A和B的入口閥和進料閥以及排料閥共同使用本邏輯塊。

符號名

如果在用戶程序中使用了符號,，則必須用STEP 7在符號表中對這些符號進行定義,。表5.6所示為所用的程序組件的符號名及地址。

5. 生成電機的FB

電機的FB包括以下邏輯功能：

(1) 啟動和停止輸入,。

(2) 允許設備操作的一系列互鎖(泵和攪拌電機),?；ユi狀態(tài)存儲在OB1的臨時局域數(shù)據(jù)(L堆棧)中(“Motor_enable"和“Valve_enable")，并且當電機的FB被處理時與啟動和停止的輸入進行邏輯組合,。

(3) 來自設備的反饋必須在一個特定的時間內(nèi)出現(xiàn),，否則就假定有故障或錯誤出現(xiàn)，并使電機停止,。

(4) 時間點和響應時間或錯誤故障循環(huán)持續(xù)時間都必須被,。

(5) 如果啟動按鈕被按下并且電機被使能，則設備自行接通并運行直至按下停機按鈕,。

(6) 當設備接通時,，一個定時器啟動運行，如果在定時器的時間到達之前未接到來自設備的響應信號,，則停機,。