渭南西門(mén)子PLC代理商                                                                                           渭南西門(mén)子PLC代理商

STEP 7不僅從不同層次充分支持合理的程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，而且也簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。

一個(gè)復(fù)雜的自動(dòng)化過(guò)程可以被分解并定義為一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目(PROJECT),；而對(duì)于每個(gè)項(xiàng)目,，又可以進(jìn)一步分解并定義給一個(gè)或多個(gè)CPU,，每個(gè)CPU都有一個(gè)控制程序(CPU_PROGRAM),。圖5.10顯示了一個(gè)樣本過(guò)程,，它分成4個(gè)不同的項(xiàng)目：項(xiàng)目1和項(xiàng)目2只有一個(gè)CPU，而項(xiàng)目3和項(xiàng)目4有多個(gè)CPU,。這樣，一個(gè)很復(fù)雜的控制任務(wù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，就被簡(jiǎn)化為各個(gè)CPU程序的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),。項(xiàng)目間或項(xiàng)目中的各CPU程序之間，能以某種方式聯(lián)網(wǎng),，實(shí)現(xiàn)信息共享,。如在S7協(xié)議支持下，用MPI網(wǎng)以全局?jǐn)?shù)據(jù)通信的方式可方便地建立起聯(lián)系,，實(shí)現(xiàn)一個(gè)項(xiàng)目中各CPU共享信息

典型的情況是一個(gè)過(guò)程控制任務(wù)只有一個(gè)項(xiàng)目,，該項(xiàng)目下也僅有一個(gè)CPU程序，每一個(gè)CPU程序又可依據(jù)時(shí)間特性或事件觸發(fā)特性的差異分類(lèi)編入不同的組織塊(OB)中,。例如,，需要以固定時(shí)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(yùn)行而需進(jìn)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(wù)程序編入組織塊OB40中,，對(duì)程序執(zhí)行中產(chǎn)生的同步錯(cuò)誤的響應(yīng)處理程序編入組織塊OB121或OB122中。

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對(duì)于各組織塊中的程序,，可以根據(jù)其復(fù)雜程度分別選用線(xiàn)性,、分部或結(jié)構(gòu)化等三種形式中的一種程序結(jié)構(gòu)。由于組織塊OB1(主程序循環(huán))中的程序是應(yīng)用程序中主要的也是復(fù)雜的部分,，因此,，對(duì)OB1中的程序設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)是十分重要的。下面分別說(shuō)明三種典型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及選用原則,。

1. 線(xiàn)性程序結(jié)構(gòu)

用“線(xiàn)性"結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的程序連續(xù)放置在一個(gè)塊內(nèi)(通常為OB1),，塊中的程序按順序執(zhí)行。這一結(jié)構(gòu)是初的PLC模擬的繼電器梯形邏輯的模型,。線(xiàn)性程序具有簡(jiǎn)單,、直接的特點(diǎn)。編程時(shí),，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(gè)塊內(nèi),，因此它適用于只需一個(gè)人編寫(xiě)的,、相對(duì)簡(jiǎn)單的控制程序。

這是一種部分模塊化的程序結(jié)構(gòu),，也稱(chēng)為部分結(jié)構(gòu)化,。程序被分成各部分放在若干功能塊中，每個(gè)功能塊含有用于一種設(shè)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(shuō)，一個(gè)分部程序可能包含以下內(nèi)容：

(1) 用于控制設(shè)備每一部分的FC,；

(2) 用于控制設(shè)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(jìn)行PLC自診斷的FC,。

在分部程序中,，既無(wú)數(shù)據(jù)交換也沒(méi)有重復(fù)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(jiǎn)單。由于每個(gè)功能區(qū)分為不同的塊,，因而使得多個(gè)程序員能夠同時(shí)編程而不發(fā)生沖突,。分部程序結(jié)構(gòu)的編程效率比線(xiàn)性程序有所提高,，程序測(cè)試也較方便，對(duì)程序員的要求也不太高,。對(duì)不太復(fù)雜的控制程序可考慮采用這種程序結(jié)構(gòu),。

3. 結(jié)構(gòu)化程序結(jié)構(gòu)

*結(jié)構(gòu)化(模塊化)的程序結(jié)構(gòu)是PLC程序設(shè)計(jì)和編程較有效的結(jié)構(gòu)形式，它可用于復(fù)雜程度高,、程序規(guī)模大的控制應(yīng)用程序設(shè)計(jì),。結(jié)構(gòu)化程序可以重復(fù)使用某些功能塊，只需要在使用功能塊時(shí)為其提供不同的環(huán)境變量(實(shí)參),，就能完成對(duì)不同設(shè)備的控制,。例如，在工業(yè)攪拌控制過(guò)程中有三臺(tái)泵,，對(duì)它們的控制功能相似,，可以編寫(xiě)一個(gè)用于對(duì)泵進(jìn)行控制的功能塊，編程時(shí)先定義泵控制所需的變量(形參),，并使用這些變量構(gòu)成一個(gè)稱(chēng)為“泵控制"的一般功能塊,。在調(diào)用該功能塊時(shí)，通過(guò)改變傳入功能塊中的參數(shù)(實(shí)參),，可以分別對(duì)成分A,、成分B和攪拌桶中的三臺(tái)泵進(jìn)行控制。

結(jié)構(gòu)化程序有高的編程和程序調(diào)試效率,，應(yīng)用程序代碼量也小,。結(jié)構(gòu)化程序也支持多個(gè)程序員協(xié)同編程。這種程序結(jié)構(gòu)建立在對(duì)PLC系統(tǒng)功能的合理分析,、分解及綜合的基礎(chǔ)之上,，程序具體結(jié)構(gòu)形式的確定與程序設(shè)計(jì)人員的水平及經(jīng)驗(yàn)關(guān)系很大，對(duì)程序員的要求也較前兩種高,。

1. 將過(guò)程分割為任務(wù)和區(qū)域

一個(gè)自動(dòng)化過(guò)程包括許多單個(gè)的任務(wù),，通過(guò)識(shí)別一個(gè)過(guò)程內(nèi)的相關(guān)任務(wù)組，然后將這些組再分解為更小的任務(wù),，即使復(fù)雜的過(guò)程也能夠被定義,。下面將這個(gè)工業(yè)攪拌過(guò)程構(gòu)造為四個(gè)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(shuō)明各個(gè)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(gè)入口和一個(gè)進(jìn)料閥以及進(jìn)料泵,。

(2) 進(jìn)料管還有流量傳感器,。

(3) 當(dāng)罐的液面?zhèn)鞲衅髦甘竟逎M(mǎn)時(shí)，進(jìn)料泵的接通必須被鎖定,。

(4) 當(dāng)排料閥打開(kāi)時(shí),，進(jìn)料泵的啟動(dòng)必須被鎖定,。

(5) 在啟動(dòng)進(jìn)料泵后1 s內(nèi)必須打開(kāi)入口閥和進(jìn)料閥。

(6) 在進(jìn)料泵停止后(來(lái)自流量傳感器的信號(hào))閥門(mén)必須立即被關(guān)閉以防止配料從泵中泄露,。

(7) 進(jìn)料泵的啟動(dòng)與一個(gè)時(shí)間監(jiān)控功能相結(jié)合,，換句話(huà)說(shuō)，在泵啟動(dòng)后的7 s之內(nèi),，流量傳感器會(huì)報(bào)告溢出,。

(8) 當(dāng)進(jìn)料泵運(yùn)行時(shí)，如果流量傳感器沒(méi)有流量信號(hào),，進(jìn)料泵必須盡可能快地?cái)嚅_(kāi),。

(9) 必須對(duì)進(jìn)料泵啟動(dòng)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)(維護(hù)間隔)。

2) 混合罐區(qū)域

(1) 當(dāng)罐的液面?zhèn)鞲衅髦甘尽耙好娴陀诘拖?或排料閥打開(kāi)時(shí),，攪拌電機(jī)的啟動(dòng)必須被鎖定,。

(2) 攪拌電機(jī)在達(dá)到額定速度時(shí)要發(fā)出一個(gè)響應(yīng)信號(hào)。如果在電機(jī)啟動(dòng)后10 s內(nèi)還未接收到該信號(hào),，則電機(jī)必須被斷開(kāi),。

(3) 必須對(duì)攪拌電機(jī)的啟動(dòng)次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)(維護(hù)間隔)。

(4) 在混合罐中必須安裝三個(gè)傳感器,。① 罐裝滿(mǎn)：一個(gè)常閉觸點(diǎn),。當(dāng)達(dá)到罐的高液面時(shí)，該觸點(diǎn)斷開(kāi),。② 罐中液面高于低限：一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn),。如果達(dá)到低限，該觸點(diǎn)關(guān)閉,。③ 罐非空：一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn),，如果罐不空，該觸點(diǎn)閉合,。

3) 排料區(qū)域

(1) 罐內(nèi)產(chǎn)品的排出由一個(gè)螺線(xiàn)管閥門(mén)控制,。

(2) 這個(gè)螺線(xiàn)管閥門(mén)由操作員控制，但是遲在“罐空"信號(hào)產(chǎn)生時(shí),，該閥必須被關(guān)閉,。

(3) 當(dāng)攪拌電機(jī)在工作或罐空時(shí)打開(kāi)排料閥必須被鎖定。

3. 定義邏輯塊

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

(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(guò)程所需的特定參數(shù),。

(2) FB1：用于配料A的進(jìn)料泵,、配料B的進(jìn)料泵和攪拌電機(jī)的控制。由于要求*(接通,、斷開(kāi),、計(jì)數(shù)應(yīng)用程序等)，可以通過(guò)同一個(gè)功能塊實(shí)現(xiàn),。

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

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

符號(hào)名

如果在用戶(hù)程序中使用了符號(hào),，則必須用STEP 7在符號(hào)表中對(duì)這些符號(hào)進(jìn)行定義,。表5.6所示為所用的程序組件的符號(hào)名及地址。

5. 生成電機(jī)的FB

電機(jī)的FB包括以下邏輯功能：

(1) 啟動(dòng)和停止輸入,。

(2) 允許設(shè)備操作的一系列互鎖(泵和攪拌電機(jī)),。互鎖狀態(tài)存儲(chǔ)在OB1的臨時(shí)局域數(shù)據(jù)(L堆棧)中(“Motor_enable"和“Valve_enable"),，并且當(dāng)電機(jī)的FB被處理時(shí)與啟動(dòng)和停止的輸入進(jìn)行邏輯組合,。

(3) 來(lái)自設(shè)備的反饋必須在一個(gè)特定的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)，否則就假定有故障或錯(cuò)誤出現(xiàn),，并使電機(jī)停止,。

(4) 時(shí)間點(diǎn)和響應(yīng)時(shí)間或錯(cuò)誤故障循環(huán)持續(xù)時(shí)間都必須被。

(5) 如果啟動(dòng)按鈕被按下并且電機(jī)被使能,，則設(shè)備自行接通并運(yùn)行直至按下停機(jī)按鈕,。

(6) 當(dāng)設(shè)備接通時(shí)，一個(gè)定時(shí)器啟動(dòng)運(yùn)行,，如果在定時(shí)器的時(shí)間到達(dá)之前未接到來(lái)自設(shè)備的響應(yīng)信號(hào),，則停機(jī)。