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上海聰勇自動化設備有限公司
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西門子6ES7 953-8LM20-0AA0規格及價格
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*處理單元 (CPU) 是 SIMATIC S7-1500 的核心組件。它們除了可以執行用戶程序,還可用于連接控制器和其它自動化組件。
*發布的產品中包含以下三種 CPU:
CPU-1511-1 PN 適用于中小型應用
CPU-1513-1 PN 適用于大中型應用
CPU-1516-3 PN/DP 適用于要求較高的大型應用和其它通信任務
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憑借各種創新技術,SIMATIC S7-1500 的 CPU *地提升了生產力和生產效率。該系列 CPU 的硬件設計緊湊。組件和模塊高度集成、通用性強,不僅節省了機柜空間,同時還降低了備件的庫存費用。
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zui性能
機器的響應時間降至較低,*提升了生產效率(控制質量)
縮短了循環時間,提高了生產效率
相同的循環時間內可執行更多程序
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顯示調試和診斷信息
主機架模塊和分布式模塊中統一使用純文本診斷信息,縮短了停機時間
可直接使用用戶特定的網絡設置,無需進行現場編程
支持在操作過程中對顯示屏進行熱插拔操作
可通過 TIA 博途設置顯示屏操作密碼
使用壽命更長,運行時間長達 50,000 小時
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每個 CPU 上都支持 PROFINET 標準
PN IRT (V2.2) 可確保精準的響應時間以及工廠設備的高精度操作
CPU 上附帶的以太網接口,便于集成到工廠網絡中
Web server,可快速瀏覽服務和診斷信息
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創新的存儲機制
充足的存儲空間,可用于各行業的所有應用
靈活的存儲卡機制,適合各種項目規模
較大的存儲空間:支持高達 2 GB 的存儲卡,可存儲項目數據、歸檔、配方和相關文檔
優化后的數據模塊,可準確選擇剩余存儲空間中的數據。
SIMATIC 工業軟件具有模塊化的設計。各個工具可根據特定應用而單獨使用。
提供了 4 個軟件級別:
STEP 7 是用于對 SIMATIC S7/C7/WinAC 進行編程的基礎。編程時總要使用該軟件。
它具有以下版本:
STEP 7:
用于各種應用的*版本,帶有梯形圖、功能塊圖和指令表編程語言
STEP 7 Professional 高性能軟件包:
支持所有 IEC 語言(梯形圖、功能塊圖、指令表、順序功能圖和結構化文本)。并且,還提供了一個集成離線模擬組件 (S7-PLCSIM)。
STEP 7 Lite:
適用于較低性能范圍的版本,可用于 SIMATIC S7-300 和 SIMATIC C7
STEP 7 Micro:
用于 SIMATIC S7-200 的精簡編程軟件包
工程工具是一些面向任務的工具,除 STEP 7 之外也可使用這些工具。它們可大大降低能源成本,并顯著提高舒適性。
設計工具(Engineering Tool)包括:
供編程人員使用的高級語言
供技術專家使用的圖形化語言
用于診斷、模擬、遠程維護、設備文檔制作等的擴展軟件。
運行版軟件包括已編程好并可由用戶程序調用的解決方案。它直接集成在自動化解決方案中,分為兩種類型:
硬件捆綁:
軟件與特定硬件相關
非硬件捆綁:
軟件可滿足一般硬件要求。
例如,運行版軟件包括:
用于 SIMATIC S7 和 WinAC 的控件
用于將自動化系統集成到 WINOOWs 應用程序中的工具
您可在“基于 SIMATIC PC 的控制”下面找到用于基于 PC 的控制的運行版軟件。
人機界面包括:
SIMATIC ProTool 和 ProTool/Lite 用于組態操作面板
SIMATIC ProTool/Pro – 通過 PC 實現機器級可視化
SIMATIC ProAgent ? 用于過程診斷的選件包
SIMATIC WinCC flexible – 用于組態 SIMATIC HMI 操作員面板的工程工具和用于在機器級簡便完成可視化任務的高性能可視化軟件
SIMATIC WinCC – WINOOWs NT/2000/XP 系統下的高性能可視化系統
本機集成8輸入/6輸出共14個數字量I/O點。可連接2個擴展模塊。6K字節程序和數據存儲空間。4個獨立的30kHz高速計數器,2路獨立的20kHz高速脈沖輸出。1個RS485通訊/編程口,具有PPI通訊協議、MPI通訊協議和自由方式通訊能力。非常適合于小點數控制的微型控制器。
本機集成14輸入/10輸出共24個數字量I/O點。可連接7個擴展模塊,較大擴展至168路數字量I/O點或35路模擬量I/O 點。13K字節程序和數據存儲空間。6個獨立的30kHz高速計數器,2路獨立的20kHz高速脈沖輸出,具有PID控制器。1個RS485通訊/編程口,具有PPI通訊協議、MPI通訊協議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。是具有較強控制能力的控制器。
本機集成14輸入/10輸出共24個數字量I/O點,2輸入/1輸出共3個模擬量I/O點,可連接7個擴展模塊,較大擴展值至168路數字量I/O點或38路模擬量I/O點。20K字節程序和數據存儲空間,6個獨立的高速計數器(100KHz),2個100KHz的高速脈沖輸出,2個RS485通訊/編程口,具有PPI通訊協議、MPI通訊協議和自由方式通訊能力。本機還新增多種功能,如內置模擬量I/O,位控特性,自整定PID功能,線性斜坡脈沖指令,診斷LED,數據記錄及配方功能等。是具有模擬量I/O和強大控制能力的新型CPU。
本機集成24輸入/16輸出共40個數字量I/O 點。可連接7個擴展模塊,較大擴展至248路數字量I/O 點或35路模擬量I/O 點。13K字節程序和數據存儲空間。6個獨立的30kHz高速計數器,2路獨立的20kHz高速脈沖輸出,具有PID控制器。2個RS485通訊/編程口,具有PPI通訊協議、MPI通訊協議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統,具有更多的輸入/輸出點,更強的模塊擴展能力,更快的運行速度和功能更強的內部集成特殊功能。可*適應于一些復雜的中小型控制系統。
有一系列從入門級CPU直到高性能CPU,用于配置控制器。所有CPU控制大量結構;多個CPU可以在一個多值計算配置中一起工作以提高性能。由于CPU的高處理速度和確定性的響應時間,可縮短機器的循環周期。
不同的CPU具有不能,例如,工作存儲器,地址范圍,連接數量和執行時間。十款款標準的CPU,集成PROFIBUS、PROFINET 總線接口。
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S7- 400尤其適合于加工工業中的數據密集型任務。高處理速度和確定性的響應時間,縮短高速機械制造業設備控制的循環周期。
S7 - 400較好用于整體協調各種設備,控制低級別的系統。這是由高速通訊能力和集成接口來保證的。
在S7- 400的許多器件也可用于環境條件下的SIPLUS版本。
S7-400 的成功應用如下:
汽車工業
標準機械設備制造包括定制的機械設備制造
倉儲系統
建筑工程
鋼鐵行業
發電和配電
造紙和印刷業
木工
紡織業
醫藥制品
食品和飲料行業
處理工程,例如水和廢水處理設施
化工和石化
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由于采用各種級別的CPU,S7-400可以靈活擴展升級;I/O能力幾乎是無限的。
強大的CPU允許集成新的功能,無需額外硬件投資,例如處理質量數據,用戶友好的診斷,到更高層次的MES解決方案或通過總線系統的高速通訊。
可以以模塊化的方式構建S7 - 400,有各種用于集中配置和分布式結構的模塊,以實現處理備件方面的低成本。
在操作過程中可以修改S7- 400 的分布式I/O配置(在運行中配置)。另外在工作時還可以刪除和插入信號模塊(熱插拔)。這使得很容易擴展系統或出現故障時替換模塊。
項目的完整數據存儲包括CPU上的符號和注釋,簡化了服務和維護過程。
可以將安全技術和標準自動化集成到一個單一的S7- 400控制器,可以通過S7- 400的冗余結構增加設備的可用性。
S7- 400的許多器件也可用于外部環境條件SIPLUS版本,例如:擴展溫度范圍(-25 60°C)和在惡劣環境/冷凝條件下使用。
S7- 400的高速背板總線確保集中式I/ O模塊的高速通訊。
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模塊化
S7 - 400的一個重要特點是它的模塊化。S7- 400的高速通訊背板總線和允許直接插入CPU集成的DP接口,允許多條通訊線路的高性能運行。例如,把一根總線用于HMI通訊和編程任務,一根總線用于高性能運動控制,一根總線用于普通I / O現場總線通訊。
此外,也可以實現另外連接到MES-/ERP系統或通過SIMATIC IT連接到互聯網的需要。根據任務情況,可對S7 – 400進行集中擴展或分布式配置。附加設備和接口模塊也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可實現分布式擴展。如果需要,也可以使用通訊處理器(CP)。
設計
設計一個S7 - 400系統基本上包括機架,電源,和*處理單元。它可以以一個模塊化的方式安裝和擴展。所有的模塊都可以自由地放置在左側插入的電源旁邊。S7- 400具有無風扇的堅固設計。信號模塊可以熱插拔。一個多層面的模塊范圍可用于*擴展以及具有ET200的分布式拓撲結構的簡單配置。
在集中式擴展中,額外安裝機架直接連接到*控制器。
除了標準的安裝機架,也提供9槽和18槽鋁合金安裝機架。這些鋁機架可以很高地耐受不利環境條件,緊固耐用,重量輕25%左右。
多值計算
多值計算,也就是在一個S7- 400*控制器中的幾個CPU的同時操作,為用戶提供不同的益處:
可通過多值計算共享的S7 - 400的整體性能。例如,在技術復雜的任務中,如開環控制,可以將計算機或通訊分割和分配給不同的CPU每個CPU分配給自己的,用于此目的本地輸入/輸出。
有些任務也可以從每個多值計算方式中斷開,一個CPU處理關鍵時間的處理任務,另一個處理非關鍵時間的任務。
在多值計算操作中,所有的CPU的運行行為像一個CPU,也就是說,當一個CPU進入STOP狀態,其他的也停止。幾個CPU的動作可以通過同步指令選擇性地協調調用。此外,CPU之間的數據交換通過高速的全局數據通訊機制。
數據/程序存儲器
從精細分級的各種CPU中選擇合適的CPU取決于集成工作存儲區的大小。集成裝載存儲器(RAM)足以滿足中小型企業方案。對于大型程序,通過插入RAM或FEPROM存儲卡增大裝載內存(64 KB到64 MB)。
產品型號
下列標準型CPU 可以提供:
CPU 312,用于小型工廠
CPU 314,用于對程序量和指令處理速率有額外要求的工廠
CPU 315-2 DP,用于具有中/大規模的程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態的工廠
CPU 315-2 PN/DP,用于具有中/大規模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠,在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
CPU 317-2 DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態的工廠
CPU 317-2 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠,在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
CPU 319-3 PN/DP,用于具有*容量程序量何組網能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠,在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
下列緊湊型CPU 可以提供:
CPU 312C,具有集成數字量 I/O 以及集成計數器功能的緊湊型 CPU
CPU 313C,具有集成數字量和模擬量 I/O 的緊湊型 CPU
CPU 313C-2 PtP,具有集成數字量 I/O 、2個串口和集成計數器功能的緊湊型 CPU
CPU 313C-2 DP,具有集成數字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成計數器功能的緊湊型 CPU
CPU 314C-2 PtP,具有集成數字量和模擬量 I/O 、2個串口和集成計數、定位功能的緊湊型 CPU
CPU 314C-2 DP,具有集成數字量和模擬量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成計數、定位功能的緊湊型 CPU
列技術型CPU 可以提供:
CPU 315T-2 DP,用于使用 PROFIBUS DP進行分布式組態、對程序量有中/高要求、同時需要對8個軸進行常規運動控制的工廠。
CPU 317T-2 DP,用于使用 PROFIBUS DP進行分布式組態、對程序量有高要求、又必須同時能夠處理運動控制任務的工廠
下列故障安全型CPU 可以提供:
CPU 315F-2 DP,用于采用 PROFIBUS DP 進行分布式組態、對程序量有中/高要求的故障安全型工廠
CPU 315F-2 PN/DP,用于具有中/大規模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠,在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
CPU 317F-2 DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態的故障安全工廠
CPU 317F-2 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠,在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
CPU 319F-3 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的故障安全型工廠,在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
Area of application
SINAMICSG130 變頻器是一種變頻裝置,可以非常靈活地與相關選件組合,集成到客戶機柜中或直接集成到機器設備內。通過豐富的電氣選件實現傳動系統的優化,從而滿足客戶的特定要求。配置和調試工作也因預定義的接口和參數而被大大簡化。 特點: ? 采用了半導體技術的 IGBT 和革新的冷卻方式,因而結構非常緊湊,運行異常安靜。 ? 因所有可更換部件的設計均基于方便接近、快速更換的原則,模塊和功率器件可實現快速輕松地更換,從而提高了裝置的使用效率。另外,通過“SparesOnWeb”工具,可方便地查看所訂購傳動的可用備件。 ? 一個標準的 PROFIBUS 通訊接口以及各種模擬量和數字量接口,可方便地集成到自動化系統中。 ? 圖形化 LCD 的 AOP30 高級操作面板或裝有 STARTER 調試工具的 PC 可以輕松地進行調試和參數設定。 ? 豐富的軟件功能使之能勝任客戶的各種要求。 ? 所有部件,從單獨的零件到完整的變頻裝置,整個生產過程中均經嚴格的測試。這就保證了它們在安裝、調試和運行過程中具有*的可靠性。
siemens WinAC在自動化系統中的應用舉例
WinAC是SIEMENS推出的基于PC的工業自動化控制系統兼具PC強大的計算功能數
據處理能力和PLC邏輯測控與運行可靠性特點本文介紹了WinAC在千層酥自動化生產線中的
成功應用及其*的特點
關鍵詞:千層酥 烘爐 基于PC自動化 分布式控制系統 過程控制系統
一、概述
千層酥生產線總長度約200米主要由如下單元組成
1、疊層起酥機
疊酥機是生產餅干的*道重要工序可根據廠房的不同來選擇立式或臥式其包括七道軋輥三次軋制配備撒酥機要求自動化控制系統滿足如下要求:
傳動控制采用矢量型變頻器調速線速度同步工作穩定性高。
軋輥間隙采用數字化閉環調整系統控制操作簡單方便快捷高效。
人機界面操控能與其它成型主機的相關部分實現聯動控制操作簡單方便。
疊層次數、寬度在范圍內任意調節。
疊層寬度560-1000MM
疊層次數4-12層
壓片厚度0.1-10MM
2、送料機
送料機將攪拌好的韌性餅干胚料進行初步軋制后輸送到后一工序的雙軋軋面機電控系統要求能夠同步調速控制手動調節與自動運行控制。
3、雙軋軋面機
該設備是將疊酥機或送料機輸送來的面胚進行多次軋制使面胚由厚變薄電控系統要求;
軋輥采用變頻調速控制,速度同步性能穩定;
精確控制面皮厚度采用智能數字表設定與顯示。
4、烘爐
有熱風循環烘爐遠紅外線烘爐導熱油爐等
餅干烘烤爐是餅干生產線的重要組成部份由電器控制系統熱風循環系統加熱系統排煙
系統爐網輸送裝置爐網自動檢測張緊裝置等組成要求自動化控制系統達到如下功能:
生產線工作狀態的實時監測
溫度坐標升溫曲線等顯示
溫度調節系統參數在線修正
歷史工作狀態記錄保存
溫度控制精度高操作方便工作穩定高效可靠
熱風循環系統采用自動控制熱風量,閉環控制,可選擇自然與強制性排煙等自動功能
燃氣爐欠壓、超壓、漏氣、超溫等多種安全保護功能
5、成型機
成型機由多臺軋面機與傳動單元組成相互之間無機械傳動聯鎖無張力檢測單元要求整條生產線通過電器控制線速度同步運行控制難度較大對自動化系統的功能要求較高。
二、控制系統特點
綜上所述千層酥生產線控制系統是一個集運動控制與過程控制的綜合自動化控制系統歸納起來應有如下特點:
分布式:生產線總長度約200米,控制點多而且分散,因此選用分布式測控系統zui為適宜,分布式測控系統具有布線量少,搞*力強,擴展維護方便,運行安全可靠,故障風險降到zui低的優點。
總線網:全線采用現場總線網絡控制,排除大量模擬信號的干擾因素,實現精確的速度協調控制與高精度溫度測控,檢測與控制協調*。
大量配方存貯:一條生產線可生產上百種產品,因此有大量的配方存貯與調用,普通的PLC控制器由于受內存的影響,很難做到大量配方的存貯與調用,因此基于PC自動化是本系統的*方案。
集中管理:分布式控制,集中式管理是現代過程控制系統的特點,本系統配備完善的人機界面操作系統,全面的系統監控與異常報警功能。
運動控制:速度同步也是本控制系統的關鍵,采用矢量型變頻器通,過網絡主令控制,達到全線速度的協調與統一。
三、基于PC 的自動化---WinAC
WinAC是SIEMENS公司推出的基于PC的自動化控制系統,WinAC具有PLC的功能但又不同于普通的PLC控制器,其具有強大的計算功能、數據處理能力和PLC*的計算速度,更兼顧了PLC的運行可靠性特點。其海量內存貯器特別適合于大數據量計算、大量配方存貯與管理。其計算功能與PC機相同,可靠性與功能更可與PLC-S7-400系統比美,是千層酥成型機與烘爐機械設備控制系統的選擇:
*性
WinAC是基于標準的Windows操作平臺下的PLC控制器,梯形圖編程,因此有獨立而嚴格的時序。控制特別滿足對于高速、精確、復雜計算及嚴格時間要求的控制任務。
WinAC支持標準的Windows NT 下的OPC、Active X 和DCOM 技術。控制和通訊內核與標準的Windows NT任務的通訊由其內置的代理服務器完成,因此相比普通的PLC控制器功能更強。
應用程序開發環境
SIEMENS統一的組態軟件STEP 7 是WinAC控制器的標準開發平臺,包括通信組態、編程、測試和啟動以及系統文件的編制,對于熟悉STEP7的工程師,不需占用額外的培訓時間。
系統組態界面
開放式接口
WinAC提供標準的OPC控件接口及Active X控件接口,對于我們的應用提供了*的方便。
OPC 過程控制OLE 是一種通過Windows NT應用程序自動存取數據的標準,也是WinAC的標準特性。使用OPC服務器可以訪問控制驅動程序中的過程數據:Active X 控件接口,不用編程直接從OLE 標準應用程序訪問過程數據。這種功能使得我們可以在軟件開發中借助于高級語言Visual Basic進行更復雜的應用開發。
計算功能
WinAC提供強大的計算功能,與工業過程數據,之間建立起一條工作數據鏈路。使得上位計算機能夠實時處理過程數據,完成復雜的測量控制與故障分析計算,并能夠在Visual Basic中創建自己的HMI 前端或在大家熟知Excel中做統計分析。在過程控制和PC 應用程序之間管理數據信息流量。允許高效、簡便地訪問并能顯示和修改過程數據。對于數據處理量大,要求內存高的過程控制系統,一般的PLC控制器難以勝任的工作,用WinAC則可以輕松解決,這是我們選用WinAC的理由,也是SIEMENS給我們提供了一個合適而且經濟的解決方案。
四、系統原理結構
全系統成型機共有18臺機組,每臺機組配備一臺TD-200和CPU224控制器,用于本機運行速度。面皮厚度的測控及參數顯示與給定設定,其中9臺軋面機的PLC兼控面皮厚度,實現面皮厚度閉環控制。18臺PLC與18臺變頻器分布于生產全線,全部控制設備配備了-DP通訊接口板,通過一條高可靠的PROFIBUS-DP現場總線組網,實現統一的網絡結構,分布式的控制系統,方便的就地控制與操作。
除每臺機組可以單獨設定參數并監控運行數據外,成型機控制區設有一臺觸摸式人機界面,通過PROFIBUS-DP網絡負責對成型區全部設備的實時監控。在烘爐區設一臺15寸的屏式計算機,通過PROFIBUS-DP對全生產線的設備進行人機操作與監控、人機對話、數據存貯、報表打印、生產管理。
全生產線的主控制器是*控制器WinAC, 擔負著生產線的主控PROFIBUS-DP網絡管理及網絡服務器的任務控制系統的軟件核心配方數據庫均由WinAC控制器完成為避免報表、打印、人為操作對控制系統產生無法預測的影響,本系統采用了在軟件WinAC控制系統基礎上研制的硬件控制器--WBC416, 除保存了基于PC自動化完整的優點與特點外,更有設計堅固、可擴展性強、堅固的外殼設計電子硬盤無風扇結構的特點。整體的結構設計針對抗振動抗沖擊的高防護等級。集成的接口:USB、 10/100M以太網接口、PROFIBUS-DP/MPI工業現場總線系統鑄就了其主控制器的地位也保證了系統的高檔與*。
軋面機面皮厚度控制系統
軋面皮厚度測控系統由光柵傳感器、PLC 、步進電機組成閉環實時監控系統。
面皮厚度通過KA-300光柵檢測,檢測精度為0.02mm。
厚度反饋值由PLC處理后進行PID計算并控制步進馬達,形成閉環控制系統,消除機械累積誤差。
閉環控制系統能夠實時在線校正厚度。提高產品質量。
五相步進馬達,步角0.72度 輸出頻率9KHz,V=1.95 A=0.75 N.M=0.45(4.5公斤力)
烘爐溫度控制系統
烘爐溫度分為8個區每區溫度都是一個閉環測控系統并配備有智能算法控制精度
可達到+1OC.
的熱電偶模塊進行溫度采集面溫與底溫分別控制
控制可控硅調功器從而控制溫度.
SCR調功器的輸入信號為0—10V, 輸出功率可連續調節三相平衡式調功器共8個調
功器
溫區煙囪根據配方調節開度進行流量控制
自動檢測鋼帶打滑并自動調整
智能閉環控制算法,自適應參數整定功能
中控站可進行溫度設定與溫度監視
五、測控系統實現的功能
中文動態人機操作界面,設備運行狀態動態顯示,電氣參數、工藝參數、實時顯示,
具備實時曲線顯示、歷史曲線顯示、大型動態標準數據庫,提供年報表、月報表、日報
表和隨機打印報表的功能;
通過*監控站可監測與控制現場設備的開/停,干預生產過程
彈出菜單方式進行參數設置、更改;包括速度設定、溫度設定、厚度設定、訂單更改、訂單參數設置,并能下傳至現場控制器PLC單元,更改工藝參數和控制過程;
配方參數設置:可根據生產需要設置上百種配方,使一線多能成為現實
美觀的立體動態設備圖形和工藝運行圖界面
自動運行,電腦遠程控制運行
內置數據庫、能進行各類年報表、月報表和日報表及即時報表,方便的打印與輸出功
能
三級口令保護、只有*的人員可以相應操作
報警提示與報警記錄數據庫
精確的厚度設定與厚度控制
全線速度同步與速度跟蹤、整機同步聯控等功能
溫度設定、顯示、報警與控制
煙道閥門開度調節與開度顯示
6ES7953-8LM20-0AA0
1.程序家族有哪些成員?
PLC的控制程序一般由主程序、子程序和中斷程序組成。西門子的S7-300/400將子程序分為功能(Function,或稱為函數)和功能塊(Function Block)。
在每一個掃描循環周期,CPU都要調用一次主程序,用戶程序必須有一個并且只能有一個主程序。小型控制系統可以只有主程序。
中斷程序用于快速響應中斷事件。在中斷事件發生時,CPU將停止執行當時正在處理的程序或任務,去執行用戶編寫的中斷程序。執行完中斷程序后,繼續執行被暫停執行的程序或任務。
2.哪些情況需要使用子程序?
當系統規模很大、控制要求復雜時,如果將全部控制任務放在主程序中,主程序將會非常復雜,既難以調試,也難以閱讀。使用子程序可以將程序分成容易管理的小塊,使程序結構簡單清晰,易于調試、查錯和維護。
子程序也可以用于需要多次反復執行相同任務的地方,只需要編寫一次子程序,別的程序在需要的時候多次調用它,而無需重寫該程序。
3.怎樣調用子程序?
主程序可以調用子程序,子程序也可以嵌套調用別的子程序。嵌套調用的層數是有限制的,例如S7-200的zui大嵌套深度為8級。
執行完子程序后,返回調用它的程序中的調用指令的下一條指令。
4.每個掃描周期都會執行子程序嗎?
子程序的調用可以是有條件的,在被調用期間,每個掃描周期都要執行一次被調用的子程序。調用條件不滿足時不會執行子程序中的指令,因此使用子程序可以減少掃描循環時間。
5.停止調用子程序后,子程序中的線圈處于什么狀態?
停止調用子程序后,不再執行子程序中的指令。子程序中線圈對應的編程元件如果沒有受到別的程序的控制,將保持子程序zui后一次執行后的狀態不變。即使控制這些線圈的觸點的狀態變化,該線圈對應的元件的狀態也不會變化,因為這時根本就沒有執行子程序中的指令。
6.怎樣實現子程序的無條件調用?
有的PLC的子程序調用指令不能直接接到左側的垂直“電源”線上,需要通過觸點電路來控制是否調用子程序,即子程序的調用是有條件的。可以用一直為ON的特殊位元件(例如S7-200的SM0.0或FX系列的M8000)的常開觸點來實現子程序的無條件調用。
不同品牌的PLC的子程序大致可以分為兩種,一種子程序沒有輸入、輸出參數和局部變量,另一種則有。
1.什么是全局變量和局部變量?
以西門子的S7-200為例,輸入I、輸出Q、變量存儲器V、內部存儲器位M、定時器T、計數器C等屬于全局變量,可以在符號表中為全局變量定義符號名。
程序組織單元(Program Organizational Unit)簡稱為POU,包括主程序、子程序和中斷程序。每個POU均有自己的64字節局部變量,局部變量用L(Local)來表示,局部變量只能在它所在的POU中使用。與此相反,全局變量可以在各POU中使用。
2.局部變量有哪些類型?
子程序可以使用下列局部變量:
1) TEMP (臨時變量)是暫時保存在局部數據區中的變量。只有在執行該POU時,定義的臨時變量才被使用,POU執行完后,不再保存臨時變量的數值。主程序和中斷程序的局部變量表中只有TEMP變量。
2) IN(輸入參數)由調用它的POU提供的傳入子程序的輸入參數。
3) OUT(輸出參數)是子程序的執行結果,它被返回給調用它的POU。
4) IN_OUT(輸入_輸出參數)的初始值由調用它的POU傳送給子程序,并用同一變量將子程序的執行結果返回給調用它的POU。
主程序和中斷程序的局部變量表中只有臨時變量TEMP。
3.子程序的輸入、輸出參數有什么作用?
具有輸入、輸出參數和局部變量的子程序易于實現結構化編程,對于*生產同類設備或生產線的廠家尤為有用。編程人員為設備的各部件或工藝功能編寫了大量的通用的子程序。即使不知道子程序的內部代碼,只要知道子程序的功能和輸入、輸出參數的意義,就可以用它們快速“組裝”出滿足不同的用戶要求的控制程序。就好像可以用數字集成電路芯片組成復雜的數字電路一樣。
如程序沒有輸入、輸出參數,這種子程序沒有明確的軟件接口,使用起來很不方便。
4.局部變量有什么優點?
1) 子程序如果沒有局部變量,它和調用它的程序之間只能通過全局變量來交換數據,子程序內部也只能使用全局變量。將它移植到別的項目時,需要對各POU使用的全局變量作統一安排,以保證不會出現地址沖突。當程序很復雜,子程序很多時,這種地址分配是很花時間的。
如程序有局部變量,并且在子程序中只使用局部變量,不使用全局變量,因為與其他POU沒有地址沖突,不作任何改動,就可以將子程序移植到別的項目中去。
為了減少移植子程序的工作量,在子程序中應盡量避免使用全局變量和全局符號。
2) 如果使用局部變量表中的臨時變量(TEMP),同一片物理存儲器可以在不同的程序中重復使用。
下面以S7-200為例,介紹子程序的編程和調用的過程。
1.創建子程序
生成項目時,自動生成一個子程序。打開程序編輯器,執行“編輯”菜單中的命令“插入”→“子程序”,將自動生成和打開新的子程序。
2.生成局部變量
名為“模擬量計算”的子程序如下圖所示,在該子程序的局部變量表中,定義了3個輸入(IN)參數,一個輸出(OUT)參數,和名為“暫存1”的臨時(TEMP)變量。局部變量表zui左邊的一列是自動分配的每個變量在局部存儲器(L)中的地址。
3.編寫子程序的梯形圖
局部變量表的下面是程序區(見上圖),輸入參數“轉換值”是來自模擬量輸入模塊的與模擬量成正比的轉換值,輸出參數“模擬值”是計算出的對應的模擬量(例如壓力、溫度等)的工程值。子程序中變量名稱前的“#”表示該變量是局部變量,它是編程軟件自動添加的,輸入局部變量時不用輸入“#”號。特殊存儲器位SM0.0的常開觸點總是閉合。
4.子程序的調用
可以在主程序、其他子程序或中斷程序中調用子程序,調用子程序時將執行子程序中的指令,直至子程序結束,然后返回調用它的程序中該子程序調用指令的下一條指令之處。
創建子程序后,在上圖左邊指令樹zui下面的“調用子程序”文件夾中自動生成剛創建的子程序“模擬量計算”對應的圖標。
在梯形圖程序中插入子程序調用指令時,首先打開主程序,顯示出需要調用子程序的網絡。打開指令樹zui下面的“調用子程序”文件夾,用鼠標左鍵按住需要調用的子程序圖標,將它“拖”到程序編輯器中需要的位置。放開左鍵,子程序塊便被放置在該位置。
子程序方框中左邊的“轉換值”等是在子程序“模擬量計算”的變量聲明表中定義的輸入參數,右邊的“模擬值”是輸出參數。它們被稱為子程序的形式參數,簡稱為形參,形參在子程序內部的程序中使用。調用子程序時,需要為每個形參實際的參數(簡稱為實參),例如為形參“轉換值”的實參為模擬量輸入字AIW2(見上圖)。
子程序調用指令中的實參的有效操作數為存儲器地址、常量、全局符號和調用指令所在的POU中的局部變量,不能被調用子程序中的局部變量。
CPU調用子程序時,輸入參數被復制到子程序的局部存儲器,子程序執行完后,從局部存儲器復制輸出參數到的輸出參數地址。
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