【文章內(nèi)容簡介】 (6) 編程舉例：用結(jié)構(gòu)化文本 (ST)程序編功能塊。本程序是一用結(jié)構(gòu)化文本 (ST)程序編功能塊的例子。該實(shí)例描述的是如何用功能塊控制箱體中的流體，箱體可以通過閥門被注滿和倒空，如圖 ，箱體的質(zhì)量由一個(gè)稱重單元監(jiān)視。功能塊通過比較兩個(gè)輸入值 Full Weight和 Empty Weight以確定箱體是滿的還是空的。 該功能塊提供了一個(gè)“ Command” 輸入，該輸入有四種狀態(tài)，給箱體加水；保持不變；起動(dòng)；清空箱體。實(shí)現(xiàn)該功能塊算法的結(jié)構(gòu)化文本 (ST)程序如下： TYPE_T_STATE:(FULL,NOT_FULL,EMPTIED)。 (*箱體狀態(tài) *) END_TYPE。 TYPE_T_VALVE:(OPEN,SHUT)。 (*閥門狀態(tài) *) END_TYPE。 FUNCTION_BLOCK TankControl。 (*功能塊 *) VAR_IN (*輸入狀態(tài)變量 *) Command:SINT。 Weight:REAL。 FullWeight:REAL。 EmptyWeight:REAL。 END_VAR VAR_OUT (*輸出狀態(tài)變量 *) FillValve:T_VALVE:=SHUT。 EmptyValve:T_VALVE:=SHUT。 StirSpeed:REAL:=。 END_VAR VAR (*過程變量 *) Stat:=T_STATE:=EMPTYIED。 END_VAR 2) 指令表 (Instruction List， IL) IEC611313的指令表 (IL)語言是一種低級語言，與匯編語言很相似 (2) 指令表操作符。 IEC611313指令表包括四類操作符：一般操作符、比較操作符、跳轉(zhuǎn)操作符和調(diào)用操作符。 ① 一般操作符是指在程序中經(jīng)常會(huì)用到的操作符。 裝入指令： LD N等。 邏輯指令： AND N (與指令 )、 OR N (或指令 )、 XOR N (異或指令 )等。 算術(shù)指令： ADD(加指令 )、 SUB(減指令 )、 MUL (乘指令 ),DIV(除指令 )、 MOD(取模指令 )等。 ② 比較操作符： GT(大于 )、 GE(大于等于 )、 EQ(等于 )、NE(不等于 )、 LE(小于等于 )、 LT(小于 )等。 ③ 跳轉(zhuǎn)及調(diào)用操作符： JMP C,N (跳轉(zhuǎn)操作符 )、 CALL C,N(調(diào)用操作符 )等。 用結(jié)構(gòu)化文本描述的兩點(diǎn)間距離的計(jì)算公式為： Travel_distance： =SQRT[(x1－ x2)*(x1－ x2)+(y1－y2)*(y1－ y2)] 用指令表編寫的該功能的函數(shù) TRAVEL()如下： FUNCTION TRAVEL： REAL VAR_INPUT X1,X2,Y1,Y2： REAL (*點(diǎn) X,Y坐標(biāo) *) TMax： REAL (*最大移動(dòng)距離 *) END_VAR VAR Temp： REAL； (*中間值 *) END_VAR LD Y1 SUB Y2 (*計(jì)算 Y2Y1*) ST Temp (*將 Y2Y1值存入 Temp *) MUL Temp (*計(jì)算 (Y2Y1) 的平方 *) ADD X1 SUB X2 (*計(jì)算 (X1X2)*) ST Temp (*將 (X1X2)值 存入 Temp *) MUL Temp (*計(jì)算 (X1X2)的平方 *) ADD TEMP (*將兩平方值相加 *) CAL SQRT (*調(diào)平方根函數(shù) *) ST TRAVEL (*設(shè)定計(jì)算結(jié)果 *) GT TMax (*比 TMax 大嗎？ *) JMPC ERR (*是，轉(zhuǎn)到 ERR 執(zhí)行 *) S ENO (*設(shè)定 ENO *) ERR: RET (*錯(cuò)誤返回， ENO 不輸出 *) 3) 功能塊圖 (Function Block Diagram， FBD) 功能塊圖 (FBD)是一種圖形化的控制編程語言，它通過調(diào)用函數(shù)和功能塊來實(shí)現(xiàn)編程。 4) 梯形圖 (Ladder Diagram， LD) 梯形圖 (LD)是 IEC611313三種圖形化編程語言的一種，是使用最多的 PLC編程語言，來源于美國，最初用于表示的繼電器邏輯，簡單易懂，很容易被電氣人員掌握。后來隨著 PLC硬件技術(shù)發(fā)展，梯形圖編程功能越來越強(qiáng)大，現(xiàn)在梯形圖在 DCS系統(tǒng)也得到廣泛使用。 ? 常見梯形圖指令 NOT P N 常開觸點(diǎn) 常閉觸點(diǎn) 取反 立即常開 正跳變 負(fù)跳變 立即常閉 （ ） （ R ） （ RI ） （ ） Ｉ （ ） S （ ） SI 輸出 立即輸出 置位 立即置位 復(fù)位 立即復(fù)位 IEC 611313 PLC 標(biāo)準(zhǔn) 編程語言 在 IEC 611313標(biāo)準(zhǔn)中定義了 5種 PLC編程語言，它們是： ? 指令表 IL(Instruction list) ? 結(jié)構(gòu)文本 ST(Structured text) ? 順序功能圖 SFC(Sequential function chart) ? 功能塊圖 FBD(Function block diagram) ? 梯形圖 LD(Ladder diagram) 對解決某一問題，最適用于，用上術(shù)語言中的某一種語言。 SFC順序功能圖編程語言舉例 在這一講中我們要介紹使用 SFC編程語言的一個(gè)應(yīng)用例子。德國西門子公司的 PLC編程語言中有一種叫 S7 Graph的編程語言，實(shí)際上它就是一種標(biāo)準(zhǔn) SFC的編程語言。這里介紹的例子是用 S7 Graph 對一臺(tái)自動(dòng)鉆床的順序工作循環(huán)，進(jìn)行編程。 對順序控制這一類系統(tǒng)的編程，一般按照以下的流程進(jìn)行： 從下圖中我們看到，首先要對實(shí)施的順序控制項(xiàng)目建立一個(gè)順序結(jié)構(gòu)和對系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行定義，然后在西門子的 PLC SIMATIC 管理器中建立一個(gè)項(xiàng)目，和STEP 7一樣可以采用符號(hào)地址編程，也可以不用符號(hào)地址編程，如果用符號(hào)地址編程要求建立一個(gè)符號(hào)地址表。 SFC順序功能圖編程語言舉例 對于順序控制系統(tǒng)最適合的編程語言是用 SFC語言，在本例中我們采用西門子公司的 S7 Graph語言（類似SFC語言），用這種語言按照工藝要求編程一個(gè)功能塊 FB1， S7 Graph會(huì)自動(dòng)生成 FB1的背景數(shù)據(jù)塊 DB1。在 STEP 7程序的 OB1組織塊中調(diào)用 FB1和 DB1完成程序的組織。將程序下載到 PLC中，用 STEP 7的調(diào)試手段調(diào)試和運(yùn)行程序。 順序控制系統(tǒng)編程和調(diào)試的工作流程 自動(dòng)鉆床的系統(tǒng)配置 自動(dòng)鉆床的系統(tǒng)配置 上圖是我們的例子中的自動(dòng)鉆床的系統(tǒng)配置圖，它包含有以下一些元件： ?鉆床的鉆頭電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)給出運(yùn)行 / 停 止的反饋信號(hào) ? 啟動(dòng)按鈕和冷卻液的選擇開關(guān) ? 冷卻液泵，當(dāng)冷卻液達(dá)到一定壓力時(shí)給出反饋信號(hào) ? 夾緊工件用的夾緊汽缸，當(dāng)夾緊工件達(dá)到一定壓力時(shí)給出反饋信號(hào) ? 鉆床工作臺(tái)升 / 降的升降汽缸，當(dāng)鉆床工作臺(tái)到達(dá)高位或低位時(shí)由接近開關(guān)發(fā)出信號(hào)。 自動(dòng)鉆床的系統(tǒng)配置 自動(dòng)鉆床的初始狀態(tài)定義如下： ? 鉆床電動(dòng)機(jī)和冷卻液泵處于停止?fàn)顟B(tài) ? 鉆床的工作臺(tái)處在高位 ? 工件臺(tái)上沒有工件，夾緊汽缸處于松開狀態(tài) 自動(dòng)鉆床的工作時(shí)序圖 自動(dòng)鉆床的工作時(shí)序圖 自動(dòng)鉆床的時(shí)序可以劃分為以下一些階段： ? 裝入工件（手動(dòng)） ? 根據(jù)需要（取決于被加工的材料）選擇是否要加冷卻液 ? 按啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)自動(dòng)鉆床工作（鉆頭電動(dòng)機(jī)供電） ? 夾緊工件達(dá)到所需要的夾緊壓力 ? 啟動(dòng)冷卻液泵（如果，選擇了要使用冷卻液） 自動(dòng)鉆床的工作時(shí)序圖 ? 工作臺(tái)向下直到底部目標(biāo)位置（鉆削過程） ? 在底部目標(biāo)位置等待 （鉆削過程） ? 提升工作臺(tái)到高位 ? 松開夾緊汽缸，停止鉆頭電動(dòng)機(jī)和冷卻液泵 ? 卸下工件（手動(dòng)）。 在完成順序控制系統(tǒng)的編程之前，首先要建立起一個(gè)慨念，就是將自動(dòng)鉆床的工作分為若干個(gè)單步，慨念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是繪制出工藝流程圖。 自動(dòng)鉆床的工藝流程圖 自動(dòng)鉆床的工藝流程圖 上圖是自動(dòng)鉆床的工藝流程圖，圖中將自動(dòng)鉆床的工作分劃為若干個(gè)單步和若干個(gè)控制條件，這些條件是用來控制由一個(gè)單步轉(zhuǎn)移到下一個(gè)單步的具體邏輯條件或邏輯表達(dá)式。從圖 ： ? 整個(gè)自動(dòng)鉆床的工藝過程分成 S1到 S7， 7個(gè)單步，并且表示了步的序列，跟隨 S1步的是 S2 步，跟隨 S3步的是 S4步或者是 S7步 ? 對每一個(gè)步必須規(guī)定一個(gè)或若干個(gè)作用（例如，對 S1步的作用是鉆床處于準(zhǔn)備狀態(tài)，即： 鉆床電動(dòng)機(jī)和冷卻液泵處于停止?fàn)顟B(tài)， 鉆床的工作臺(tái)處在高位， 工件臺(tái)上沒有工件，夾緊汽缸處于松開狀態(tài)。對 S3步的作用是啟動(dòng)鉆床鉆頭電動(dòng)機(jī)等） 自動(dòng)鉆床的