【正文】 參數(shù)、數(shù)據(jù)通訊和拷貝等功能系統(tǒng)功能SFB操作系統(tǒng)功能的一部分，需與背景數(shù)據(jù)塊一同使用系統(tǒng)功能SDB由STEP7各種工具產(chǎn)生的程序存儲區(qū)，存儲有組態(tài)和通信連接的各項參數(shù)用戶程序塊邏輯塊組織塊OBCPU與用戶程序的接口功能塊FB與背景塊一同使用，調用后數(shù)據(jù)可保持功能FC無背景數(shù)據(jù)塊，調用后數(shù)據(jù)不能保持數(shù)據(jù)塊DB全局數(shù)據(jù)塊可被程序所有邏輯塊使用背景數(shù)據(jù)塊與特定功能塊對應使用，提供數(shù)據(jù)存儲空間1．組織塊(OB)：提供CPU操作系統(tǒng)與用戶程序的接口。OBI為執(zhí)行用戶程序的接口。2．功能塊(FB)：有相連存儲器區(qū)的邏輯塊。單個FB塊可以帶不同的即時數(shù)據(jù)塊，多次調用。FB塊定義為“可再調用”塊，用戶程序對每次FB調用提供新參數(shù)。3．功能(FC)：無相關聯(lián)的存儲器區(qū)的邏輯塊，F(xiàn)c塊定義為“可再調用”塊。用戶程序對每次FC調用提供新參數(shù)，由于FC塊處理數(shù)據(jù)的不同方法，一個 FC比FB需要CPU處理開銷較少。 每個S7CPU中常駐內存有系統(tǒng)功能塊(SFB和SFC)。STEP7提供存儲程序和數(shù)據(jù)的不同類型塊。根據(jù)過程的要求，可以將程序用不同的邏輯塊(組織塊，功能塊和子功能塊)加以結構化。也可以管理處理程序的數(shù)據(jù)。 組織塊中有兩種模塊對程序的編制和運行十分重要，它們是啟動模塊OBl00和主循環(huán)模塊OBl?！?。啟動模塊OBl00通過調用功能FCl22實現(xiàn)對PLC設備的熱啟動。功能FCl22必須在每個CPU中調用，實現(xiàn)啟動DB塊基礎數(shù)據(jù)(BASICDATA)中的起始字節(jié)存儲器，并重新設置相應的正在運行的存儲器。主循環(huán)模塊OBI中存放所有用戶程序以待執(zhí)行，也可以將用戶程序存放于不同的功能模塊中，只在OBl中調用，需要時才執(zhí)行。PLC的CPU中的操作系統(tǒng)在系統(tǒng)啟動后將連續(xù)執(zhí)行OBl，完成用戶程序實現(xiàn)實際的控制。OBl中還可調用其它的系統(tǒng)功能模塊完成指定的系統(tǒng)工作。圖43CPU循環(huán)程序處理過程Network1 Call FC127 Call FC127 Call FC127 FCl27功能模塊包含啟動階段所要執(zhí)行的主要任務，如所有通信通道的建立過程，還包括啟動階段的組織任務，如啟動和監(jiān)視請求，響應信號等。每個CPU中都要在組織模塊中調用此功能。FCl21功能模塊負責CPU中連續(xù)數(shù)據(jù)和時間的管理，此功能是在配合CPU通過本地TIM同步的情況下使用的。SFC30系統(tǒng)功能模塊用于激活模塊參數(shù)設置中設置的每天時間同步控制。圖43示意了的CPU循環(huán)程序處理工作過程o”卷紙包裝機PLC控制軟件共有8個FC塊，2個DB塊和及一個SFC系統(tǒng)功能塊。FC功能塊功能和作用如下所述： FCl：手動自動工作方式功能 FC2：放卷，分切功能 FC3：裝料功能 FC4：夾鉗功能 FC5：包裝過程功能 FC6：送料同步控制功能 FC7：指示燈控制功能 FC8：BCD碼顯示控制圖44系統(tǒng)應用程序結構框圖PLC控制系統(tǒng)的應用軟件程序結構如圖44所示。OBl為啟動塊(Starup)，在系統(tǒng)啟動時調用。OBl作為循環(huán)掃描塊(ScanCycle)，每次執(zhí)行完后在從頭執(zhí)行，周而復始。OBIO為時間中斷塊，在本系統(tǒng)中設置為每分鐘中斷一次以便計數(shù)1分鐘類包裝的個數(shù)。0835為循環(huán)中斷(或定時中斷)程序塊系統(tǒng)程序框圖如圖45：圖45 總體程序流程框圖下面以工作方式和裝料工位及包裝過程控制為例具體介紹幾個程序的編制。手動自動工作方式FCl用轉換丌關SA31，SA32來控制。 ，其工作方式梯形圖和程序結構圖分別如圖43，44。 工作方式梯形圖 程序結構圖裝料工位FC3 從第三章工位1的控制線路圖中了解到，該工位既可以實現(xiàn)點動又可以連續(xù)動作，點動程序比較簡單，在此不做敘述，下面是用STL語句編寫的連續(xù)動作的程序。且裝料的上升和下降過程實現(xiàn)了互鎖，以免電機誤操作而損害設備。其輸入點的設置為：SB2，SQa，SQb，SQc，SQp，SQd，SQg，輸出點為KMd，KMr，KMu，KMf，KA。其I／O與圖32的控制線路相對應的地址如下表42： 表42工位l控制系統(tǒng)I/O地址表名稱控制線路中對應號輸入地址中間繼電器啟動信號SB2到達工位2的行程開關SQa到達工位1的行程開關SQp紙片上升到位SQb紙球上升到位SQc托紙片臺下降到位SQd托紙球臺下降到位SQg名稱控制線路中對應號輸出地址紙片上升KMf托紙片臺下降KMr紙球上升KMu托紙球臺下降KMd中間繼電器KA其程序如下：Networkl：(開中間繼電器KA以實現(xiàn)連動) O I O M = M Network2：(KTl延時程序，延時到，工藝盤動作) A M A I L S5T120Ms SE T l AN T 1 = M Network3：(Kl39。2延時，延時到，工藝盤動作) A M A I L S5T150Ms SE T 2 AN T 2 = M Network4：(壓動行程開關Sqa，推動紙片和紙球上升) MCRA A M MCR( O I O Q O Q MCR( AN I AN Q = Q AN I AN Q = Q )MCR )MCR MCRDNetwork5：(T2延時到，使紙片和紙球推桿下降) MCRA A M MCR( ON T 2 O Q O Q MCR( AN I AN Q = Q AN I AN Q = Q )MCR )MCR MCRD包裝過程FC5根據(jù)第三章敘述，設定一個8位移位寄存器，而此處最少是16位，因此我用一個轉移指令來實現(xiàn)。即Mw6最初裝入值是二進制的0000000000000001，每隔一定時間MW6左移1位，當移動到0000000100000000時，恰巧等于設定的Mw8的值，移動指令MOVE使其立刻回0000000000000001，使其又從頭開始循環(huán)移位。該工位梯形圖如圖4—8，通過PLC的模擬器s7一PLCSIM Simulating module模擬程序運行結果如圖49，其程序請見附錄： 48包裝過程梯形圖圖49包裝過程程序模擬運行圖本人了解過多個工控軟件，如：FIX，INTOUCH等。從系統(tǒng)的靈活性、通用性來看，WinCC應該是比前兩個略強。因為在WinCC系統(tǒng)中嵌套的ANSIKC語言，給系統(tǒng)提供了最大的靈活性。其標簽點的定義與其它工控軟件不同，在WinCC中，其模擬量點為一個點一個標簽，對數(shù)字量點，在WinCC中，可以以8位，16位，32位為一個標簽，從最大限度地節(jié)約標簽數(shù)來說，對數(shù)字量點可以以一模板為一個標簽點計算，但根據(jù)我們使用的經(jīng)驗看，最好使用8位為一個標簽，這使計算機處理更方便。WinCC的報警管理、報表管理功能比其它工控軟件好。因此編制監(jiān)控軟件所采用的系統(tǒng)軟件平臺為西門子公司組態(tài)軟件WillCC(WindowsControl Cemer)。該軟件具有很強的組態(tài)能力，是一個優(yōu)秀的工控監(jiān)控程序運行平臺，能方便地和西門于PLC網(wǎng)絡通信，具有較強的實用性。WinCC是德國西門于公司和微軟共同開發(fā)的軟件系統(tǒng)，是結合西門子在過程自動化領域中的先進技術和微機軟件強大功能的產(chǎn)物，是世界上第一個集成的人機界面(HMI)軟件系統(tǒng)。它真實地將工廠控制軟件集成到過程自動化中。WinCC將WindowsNT應用程序的現(xiàn)代體系結構和使用方便的圖形設計程序集合在一起，可以很方便地生成人機界面，建立完整的過程監(jiān)控解決方案。各系統(tǒng)集成商還可以用WinCC作為其系統(tǒng)的擴展基礎，通過開放接口開發(fā)自己的應用軟件。WincC的一個主要特點是，它能和所有主要廠商的PLC進行通訊，如AB，GE，OMRON的PLC等等，甚至用戶所特有的控制器也可以通過WinCC提供的CDK(通訊開發(fā)工具)進行通訊。用WinCC建立一個新項目，它會自動為該項目建立一個目錄，與該項目有關的信息都存放在該目錄下，啟動WinCC，打開或新建一個項目，WinCC建立的基本項目環(huán)境就以樹型結構顯示出來。其主要控制模塊如下：1．計算機用來設置本機的啟動屬性及項目的運行環(huán)境。2．標簽管理用于建立過程標簽(又叫外部標簽)和內部標簽。其中過程標簽用于與PLC通訊，它連接著PLC內部的內存位置，是實際上監(jiān)視自動化過程的數(shù)據(jù)標簽。過它，WinCC可以將現(xiàn)場數(shù)據(jù)讀入上位機以圖形方式顯示出來，也可以將上位機的命令傳送到PLC上，使操作員在控制室里就可以了解現(xiàn)場的情況并發(fā)出相應的控制命令。內部標簽是WinCC內的內存位置，可以用于存放計算過程中的中間結果，還可以在軟件調試階段暫時代替過程標簽。3．數(shù)據(jù)類型對于此項，用戶查看而不能操作，它列出了WillCC中所有的數(shù)據(jù)類型及該項目所建立的該類型的標簽。4．編輯器它是WinCC的核心部分，用于對整個項目的編輯、組態(tài)。包括以下幾個控制模塊。圖形編輯器、報警管理器、標簽管理器等。1)圖形編輯器。它是編輯器中最重要的組成部分。它操作簡單且功能強大，所有的畫面編輯和幾乎所有的動態(tài)連接都在這里完成。2)報警管理器。它可以表示位報警和模擬量報警。位報警根據(jù)標簽指定位的狀態(tài)產(chǎn)生相應的報警信息，可用于對開關量的判斷。模擬量報警對標簽的極限值進行監(jiān)測：如果標簽值高于指定的上限值或指定的另一標簽的當前值，則產(chǎn)生上限報警；如果標簽值低于指定的下限值或指定的另一標簽的當前值，則產(chǎn)生下限報警。報警信息可存于硬盤的報警檔案中，還可以用表格的形式顯示于監(jiān)控畫面上或由打印機輸出。操作員可根據(jù)報警信息快速找到故障原因并修理。3)標簽管理器。通過它，可以周期地或事件觸發(fā)地記錄測量值，包括過程值、內部標簽值、來自任何應用的值以及手動輸入的值，然后存于硬盤的測量值檔案中，防止數(shù)據(jù)丟失。記錄下來的數(shù)據(jù)可以以表格和曲線的形式顯示于監(jiān)控畫面上或由打印機輸出。無論是小規(guī)模簡單的過程控制和監(jiān)控應用還是復雜的應用，WinCC都可以生成漂亮的人機界面，保證生產(chǎn)過程的安全，使操作人員能夠優(yōu)化生產(chǎn)過程。用WinCC建立一個項目，一般需要以下幾個步驟m，：1．建立標簽確定所使用的PLC，在標簽管理器中建立相應的驅動連接，并定義用于訪問PLC的過程標簽。如果需要，還可以定義若干個內部標簽。用戶可在WinCC提供的驅動器連接中選擇自已所需要的，也可以自已開發(fā)。2．編輯監(jiān)控畫面這是建立項目中最重要的工作。利用圖形編輯器編輯監(jiān)控畫面，并將其中的對象與相應標簽建立動態(tài)連接。WinCC提供的圖形對象有很多種?；緦ο髱炖镉蠴LE控件、按鈕、滾動條、單選鈕、應用窗口(可以將記錄標簽值的表格、曲線及報警信息放入其中顯示)等等，圖形庫里有各種特殊的圖形對象，如水箱、電機、閥門等等。除此之外，還可以針對特殊情況自己生成I蛩形對象存入圖形庫中，待使用時從中選取即可。用戶還能以BMP、WMF、EMF、OLE等形式導入外部圖形和文本數(shù)據(jù)。這樣就可以建立非常逼真的監(jiān)控畫面。WinCC可以為任一對象的任一屬性或發(fā)生的任一事件提供動態(tài)描述。其實現(xiàn)方法有；直接與標簽鏈接、動態(tài)對話框、直接鏈接及C語言編程方式。1)直接與標簽鏈接。這是最簡單的方式，它使對象的屬性與所選標簽的值保持一致。例如將一個T／O域對象的輸入／輸出值屬性與標簽x直接鏈接，那么在運行時I／O域中將顯示標簽X的當前值，而在該i／o域中輸入的值也會被送給標簽x。2)使用動態(tài)對話框。通過它實現(xiàn)根據(jù)表達式的值來設置對象的屬性。它提供了四種類型的控制：模擬量類型可以將某模擬量表達式的值劃分為若干區(qū)間，然后設置表達式的值在某個區(qū)間時對象屬性的取值，例如用一個棒圖對象來顯示某個標簽的當前值，且要求其值在不同的取值范圍中時，棒圖以不同的顏色顯示，就可以使用該方法實現(xiàn)；布爾類型用于根據(jù)布爾表達式的值來設置某對象屬性為兩種可能取值之一，如對某命令按鈕的可操作性進行控制；位類型用于根據(jù)標簽的特定位的狀態(tài)來控制某對象屬性，如用一個標簽中的四位控制四臺電機的運行與停止，某位為“l(fā)”，則對應電機轉動，否則停止；直接賦值是將表達式的值直接賦予該對象屬性。3)C語言編程。用于要實現(xiàn)的功能比較多或計算比較復雜，用上述幾種方式不易實現(xiàn)的情況下。4)用事件觸發(fā)操作的鏈接方法。WinCC除了可讓對象的屬性在運行狀態(tài)下按要求動態(tài)變化外，還可指明某事件發(fā)生時應該執(zhí)行的操作?？晒┻x擇的方法有直接鏈接、C語言編程及動態(tài)向導。其中C語言編程的使用與屬性的動態(tài)描述中使用方法相同，只是這種動態(tài)變化由某個事件來觸發(fā)。動態(tài)向導最終生成的也是c函數(shù)，僅簡化了編輯