PLC 技術(shù)培訓(xùn)班 (第4講)IEC61131-3 標(biāo)準(zhǔn)

參加參加PLC技術(shù)培訓(xùn)班的技術(shù)培訓(xùn)班的全體學(xué)員！全體學(xué)員！北京精誠智合教學(xué)科技有限公司7/17/202211.IEC 61131-3 PLC 標(biāo)準(zhǔn)通用信息標(biāo)準(zhǔn)通用信息2.2.IEC 61131-3 PLC 標(biāo)準(zhǔn)軟件模型標(biāo)準(zhǔn)軟件模型3.3.IEC 61131-3 PLC 標(biāo)準(zhǔn)通信模式標(biāo)準(zhǔn)通信模式 4.IEC 61131-3 PLC 標(biāo)準(zhǔn)通用語言單元標(biāo)準(zhǔn)通用語言單元 5.5.IEC 61131-3 PLC 編程語言編程語言7/17/20222 眾所周知，在開發(fā)可編程序控制器（眾所周知，在開發(fā)可編程序控制器（PLC）的早期階的早期階段，由于沒有一個(gè)統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，各制造商根據(jù)自段，由于沒有一個(gè)統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，各制造商根據(jù)自己的習(xí)慣，使用自己的編程語言，這些編程語言從內(nèi)己的習(xí)慣，使用自己的編程語言，這些編程語言從內(nèi)容到形式都很不相同，例如，德國的公司喜歡用功能容到形式都很不相同，例如，德國的公司喜歡用功能塊圖和語句表語言，這與他們早期將晶體管邏輯電路塊圖和語句表語言，這與他們早期將晶體管邏輯電路用來完成控制功能有關(guān)系，而美國的公司則喜歡用梯用來完成控制功能有關(guān)系，而美國的公司則喜歡用梯形圖語言和控制鼓（形圖語言和控制鼓（Control Drum）。）。梯形圖語言又梯形圖語言又是從繼電器控制邏輯延伸來的，至于法國公司除了用是從繼電器控制邏輯延伸來的，至于法國公司除了用梯形圖語言外，還用梯形圖語言外，還用GRAFCET語言，這一語言又特語言，這一語言又特別適用于完成順序控制的功能。別適用于完成順序控制的功能。7/17/20223 這種編程語言的不統(tǒng)一情況，給用戶帶來極大的不這種編程語言的不統(tǒng)一情況，給用戶帶來極大的不方便，使用不同公司產(chǎn)品，編制的程序完全不通用，方便，使用不同公司產(chǎn)品，編制的程序完全不通用，用戶被迫要去熟悉不同公司的編程語言，要額外的用戶被迫要去熟悉不同公司的編程語言，要額外的購置不同的編程工具，要想在一個(gè)大型的工程項(xiàng)目購置不同的編程工具，要想在一個(gè)大型的工程項(xiàng)目中使用多家公司的產(chǎn)品，幾乎是不可能的事。中使用多家公司的產(chǎn)品，幾乎是不可能的事。早在上世紀(jì)早在上世紀(jì)80年代國際電工技術(shù)委員會年代國際電工技術(shù)委員會IEC的第六的第六工作組（工作組（IEC/TC65B/WG6）就開始著手制定統(tǒng)一就開始著手制定統(tǒng)一的可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)。并于的可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)。并于1993年正式頒布了這年正式頒布了這一標(biāo)準(zhǔn)，即一標(biāo)準(zhǔn)，即IEC 11313國際標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)。7/17/20224 我國根據(jù)我國根據(jù) IEC IEC 的標(biāo)準(zhǔn)制定的中華人民共和國可的標(biāo)準(zhǔn)制定的中華人民共和國可編程序控制器（編程序控制器（Programmable Controller）的的國家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號為國家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號為GB/T15969.1GB/T15969.115969.4 15969.4，該標(biāo)準(zhǔn)于該標(biāo)準(zhǔn)于19951995年底發(fā)布，從年底發(fā)布，從19961996年年1010月月1 1 日起開日起開始實(shí)施。始實(shí)施。7/17/20225 近幾年由于自動化系統(tǒng)的發(fā)展，需要制定涵蓋更廣領(lǐng)域，近幾年由于自動化系統(tǒng)的發(fā)展，需要制定涵蓋更廣領(lǐng)域，不僅包括不僅包括PLC，還有還有DCS，HMI以及現(xiàn)場總線等的內(nèi)容。以及現(xiàn)場總線等的內(nèi)容。IEC的第七工作組（的第七工作組（IEC/SC65B/WG7）制定了新的制定了新的IEC611313標(biāo)準(zhǔn)，第七工作組包括來自不同的標(biāo)準(zhǔn)，第七工作組包括來自不同的PLC制造制造商，軟件公司和用戶代表，這樣制定的標(biāo)準(zhǔn)可以做為一個(gè)商，軟件公司和用戶代表，這樣制定的標(biāo)準(zhǔn)可以做為一個(gè)導(dǎo)則，為大多數(shù)導(dǎo)則，為大多數(shù)PLC制造商所接受，制造商所接受，IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的5 5個(gè)個(gè)部分總結(jié)當(dāng)代部分總結(jié)當(dāng)代PLC系統(tǒng)的要求，這些要求涉及系統(tǒng)的要求，這些要求涉及PLC的硬件的硬件和編程系統(tǒng)。新標(biāo)準(zhǔn)包括了早已在和編程系統(tǒng)。新標(biāo)準(zhǔn)包括了早已在PLC編程中使用的通用編程中使用的通用概念，同時(shí)也增加了新的編程方法。概念，同時(shí)也增加了新的編程方法。7/17/20226 IEC 61131IEC 611313 3本身只做為本身只做為PLCPLC的編程指導(dǎo)，的編程指導(dǎo)，而不是強(qiáng)制的規(guī)則，若而不是強(qiáng)制的規(guī)則，若PLCPLC制造商希望符合這制造商希望符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，他們必須提供文件，說明其對標(biāo)準(zhǔn)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，他們必須提供文件，說明其對標(biāo)準(zhǔn)的符合程度，他們還必須通過認(rèn)證，確認(rèn)那的符合程度，他們還必須通過認(rèn)證，確認(rèn)那些部分符合標(biāo)準(zhǔn)，那些部分還不能滿足標(biāo)準(zhǔn)。些部分符合標(biāo)準(zhǔn)，那些部分還不能滿足標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)附有這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)附有6262個(gè)性能表，制造商必須填寫個(gè)性能表，制造商必須填寫這些表格并提供注釋（例如；這些表格并提供注釋（例如；“完全滿足完全滿足”，不能不能“實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)”，“以下部分能實(shí)現(xiàn)以下部分能實(shí)現(xiàn)”）。）。7/17/20227 該該標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)還還提供一個(gè)測試基礎(chǔ)提供一個(gè)測試基礎(chǔ)，允許制造商允許制造商和和客戶客戶都能都能評估評估，每，每一個(gè)編程系統(tǒng)符合一個(gè)編程系統(tǒng)符合IEC標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的的接近程度接近程度。為了進(jìn)一步證明兼容性為了進(jìn)一步證明兼容性，PLCopen國際組織國際組織，進(jìn)一步定義兼容性等級進(jìn)一步定義兼容性等級的的測試測試，而，而這些測試這些測試是是由由獨(dú)立獨(dú)立的的機(jī)構(gòu)進(jìn)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行的。的。7/17/20228 IEC 61131IEC 611313 3的軟件模型描述了諸多概念，的軟件模型描述了諸多概念，包 括 組 態(tài)（包 括 組 態(tài)（c o n f i g u r a t i o nc o n f i g u r a t i o n）。）。資 源資 源（resourceresource）.任務(wù)任務(wù)(task).task).程序程序(program).program).功能塊（功能塊（function blockfunction block）以及功能以及功能（functionfunction）和它們之間的連接。和它們之間的連接。7/17/20229 在在軟件等級中的最高等級軟件等級中的最高等級是組態(tài)是組態(tài)(configuration),它它定義定義了了單元結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)，這一，這一單元單元有有可能可能是，是，例如例如：帶：帶多個(gè)多個(gè)CPU連接連接的的PLC。一個(gè)一個(gè)組態(tài)組態(tài)包括一個(gè)包括一個(gè)或或若干若干個(gè)個(gè)資源資源(resources),它它構(gòu)成一構(gòu)成一個(gè)個(gè)CPU 資源資源的的程序程序是由是由任務(wù)任務(wù)來來控制控制，任務(wù)任務(wù)(task)表示一個(gè)表示一個(gè)可可執(zhí)行執(zhí)行的的程序單元程序單元。7/17/202210Configuration(組態(tài)）組態(tài)）Resource(資源資源）Resource(資源資源）Resource(資源資源）Task(任務(wù)）任務(wù)）Task(任務(wù)）任務(wù)）Task(任務(wù)）任務(wù)）7/17/202211 任務(wù)能周期地或由于一定的事件來處理，它們具有優(yōu)先權(quán)級，任務(wù)能周期地或由于一定的事件來處理，它們具有優(yōu)先權(quán)級，優(yōu)先權(quán)是定義在資源內(nèi)部分配給優(yōu)先權(quán)是定義在資源內(nèi)部分配給CPUCPU的時(shí)間段。的時(shí)間段。有若干種類型的任務(wù)：有若干種類型的任務(wù)：a.a.周期任務(wù)，周期任務(wù)，b.b.時(shí)間控制任務(wù)（時(shí)間間隔任務(wù)），時(shí)間控制任務(wù)（時(shí)間間隔任務(wù)），c.c.事件控制任務(wù)事件控制任務(wù)(事件任務(wù)事件任務(wù))，e.e.中斷任務(wù)中斷任務(wù) 任務(wù)說明是由任務(wù)名，它的優(yōu)先權(quán)級，以及任務(wù)執(zhí)行時(shí)的條任務(wù)說明是由任務(wù)名，它的優(yōu)先權(quán)級，以及任務(wù)執(zhí)行時(shí)的條件，條件可以是時(shí)間間隔，一個(gè)事件數(shù)字量輸入的上升件，條件可以是時(shí)間間隔，一個(gè)事件數(shù)字量輸入的上升沿或全局變量的偽沿或全局變量的偽(false)/false)/真真(true)true)變化或一個(gè)中斷，變化或一個(gè)中斷，每一個(gè)任務(wù)能分配若干個(gè)程序，這些程序?qū)⒂扇蝿?wù)來激活。每一個(gè)任務(wù)能分配若干個(gè)程序，這些程序?qū)⒂扇蝿?wù)來激活。程序是按照所指示的順序來處理的。程序是按照所指示的順序來處理的。7/17/202212a.帶有條件的任務(wù)，在條件滿足時(shí)將被執(zhí)行，例如，當(dāng)指示帶有條件的任務(wù)，在條件滿足時(shí)將被執(zhí)行，例如，當(dāng)指示的時(shí)間間隔已經(jīng)超出，或變量的地址的時(shí)間間隔已經(jīng)超出，或變量的地址“偽偽”改變成改變成“真真”。b.如果若干個(gè)任務(wù)都滿足條件，則具有最高優(yōu)先權(quán)級的任務(wù)如果若干個(gè)任務(wù)都滿足條件，則具有最高優(yōu)先權(quán)級的任務(wù)將被執(zhí)行。將被執(zhí)行。c.不允許將同一個(gè)優(yōu)先權(quán)級分配給多個(gè)任務(wù)（優(yōu)先權(quán)級不允許將同一個(gè)優(yōu)先權(quán)級分配給多個(gè)任務(wù)（優(yōu)先權(quán)級0任任務(wù)禁止是例外）。務(wù)禁止是例外）。d.在另一個(gè)任務(wù)正在被處理時(shí)，如果具有較高優(yōu)先權(quán)級的任在另一個(gè)任務(wù)正在被處理時(shí)，如果具有較高優(yōu)先權(quán)級的任務(wù)的條件被滿足，則較低優(yōu)先權(quán)級的任務(wù)將被中斷，只有務(wù)的條件被滿足，則較低優(yōu)先權(quán)級的任務(wù)將被中斷，只有另一任務(wù)已被完成后，再繼續(xù)處理。另一任務(wù)已被完成后，再繼續(xù)處理。7/17/202213 IEC 61131IEC 611313 3定義程序定義程序(program),program),功能塊功能塊(function block),function block),功能功能(function)function)作為程序的組作為程序的組織單元或織單元或POUsPOUs(Program Organization units(Program Organization units POUsPOUs).).POUsPOUs的性質(zhì)允許用戶程序廣泛的模塊化以及重復(fù)應(yīng)的性質(zhì)允許用戶程序廣泛的模塊化以及重復(fù)應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)和經(jīng)過測試的軟件模塊。為了程序模用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)和經(jīng)過測試的軟件模塊。為了程序模塊能訪問一個(gè)塊能訪問一個(gè)POUPOU，至少需要有請求接口的說明，至少需要有請求接口的說明，在進(jìn)行說明之后，一個(gè)在進(jìn)行說明之后，一個(gè)POUPOU對所有其他對所有其他POUPOU是存在是存在的。的。7/17/202214Function Block(功能塊功能塊)Function(功能功能)Task(任務(wù)任務(wù))Program(程序程序)Program(程序程序)Program(程序程序)Function Block(功能塊功能塊)Function(功能功能)Function(功能功能)7/17/202215 整個(gè)程序具有實(shí)時(shí)性質(zhì)，程序能在整個(gè)程序具有實(shí)時(shí)性質(zhì)，程序能在CPUCPU中運(yùn)行，中運(yùn)行，是由分配程序的任務(wù)來解決的，一個(gè)程序能分是由分配程序的任務(wù)來解決的，一個(gè)程序能分配給若干個(gè)任務(wù)，亦即這若干個(gè)程序的背景是配給若干個(gè)任務(wù)，亦即這若干個(gè)程序的背景是在不同的實(shí)時(shí)性質(zhì)下生成。程序中的一個(gè)是主在不同的實(shí)時(shí)性質(zhì)下生成。程序中的一個(gè)是主程序被分配給程序被分配給PLCPLC外部設(shè)備、全局變量和訪問路外部設(shè)備、全局變量和訪問路徑。徑。7/17/202216 IEC 61131IEC 611313 3應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)功能和功能塊來標(biāo)準(zhǔn)化典應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)功能和功能塊來標(biāo)準(zhǔn)化典型型PLCPLC的功能。這一標(biāo)準(zhǔn)庫是統(tǒng)一的，不依賴于制的功能。這一標(biāo)準(zhǔn)庫是統(tǒng)一的，不依賴于制造商的造商的PLCPLC系統(tǒng)編程的重要基礎(chǔ)。系統(tǒng)編程的重要基礎(chǔ)。功能塊（功能塊（FBsFBs）可以比作集成電路，它包括一定的可以比作集成電路，它包括一定的控制功能，它們用來設(shè)置輸入控制功能，它們用來設(shè)置輸入/輸出和內(nèi)部變量，輸出和內(nèi)部變量，功能塊的狀態(tài)要求被保留從一個(gè)周期到另一個(gè)周功能塊的狀態(tài)要求被保留從一個(gè)周期到另一個(gè)周期，只有功能的輸入和輸出變量能被請求的程序期，只有功能的輸入和輸出變量能被請求的程序?qū)ぶ?。一個(gè)功能塊能被另一個(gè)功能塊調(diào)用。尋址。一個(gè)功能塊能被另一個(gè)功能塊調(diào)用。7/17/202217 IEC 611313提供功能塊背景，一個(gè)背景是一種結(jié)構(gòu)，提供功能塊背景，一個(gè)背景是一種結(jié)構(gòu)，在調(diào)用功能塊時(shí)，它保留所有的內(nèi)部輸入和輸出變量。在調(diào)用功能塊時(shí)，它保留所有的內(nèi)部輸入和輸出變量。一個(gè)程序它調(diào)用一個(gè)程序它調(diào)用FB1FB1三次，則具有三個(gè)三次，則具有三個(gè)FB1FB1背景，每次調(diào)背景，每次調(diào)用一個(gè)。程序則會精確地計(jì)算請求而不會有邊外效應(yīng)用一個(gè)。程序則會精確地計(jì)算請求而不會有邊外效應(yīng)（side effectsside effects）。）。請遵守，所有背景應(yīng)用相同的程請遵守，所有背景應(yīng)用相同的程序碼，亦即，程序碼的改變對所有三個(gè)請求具有相同序碼，亦即，程序碼的改變對所有三個(gè)請求具有相同的效應(yīng)。的效應(yīng)。軟件工具，通過自動說明對背景提供幫助，在軟件工具，通過自動說明對背景提供幫助，在FBFB調(diào)用調(diào)用時(shí)指定背景名，這一名詞管理調(diào)用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。時(shí)指定背景名，這一名詞管理調(diào)用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。7/17/202218 與功能塊不同，功能沒有內(nèi)部變量的緩沖區(qū)。與功能塊不同，功能沒有內(nèi)部變量的緩沖區(qū)。這樣，功能不能使用全局變量訪問功能的組這樣，功能不能使用全局變量訪問功能的組織單元和直接說明地址變量。所有功能具有織單元和直接說明地址變量。所有功能具有一個(gè)共同點(diǎn)，如果功能的輸入?yún)?shù)是相同的，一個(gè)共同點(diǎn)，如果功能的輸入?yún)?shù)是相同的，則它們將提供相同的輸出參數(shù)。則它們將提供相同的輸出參數(shù)。7/17/202219IEC 61131IEC 611313 3的通信方式使用：的通信方式使用：a.a.訪問路徑（訪問路徑（Access pathsAccess paths）b.b.全局變量（全局變量（Global variablesGlobal variables）c.c.參數(shù)調(diào)用參數(shù)調(diào)用(Call parameters)Call parameters)d.d.通信組織單元通信組織單元（IEC 61131IEC 611315 5）（Communication organizationCommunication organization）來說明組態(tài)單元的數(shù)據(jù)交換來說明組態(tài)單元的數(shù)據(jù)交換7/17/202220 訪問路徑：訪問路徑：定義訪問路徑允許組態(tài)單元相互之間和定義訪問路徑允許組態(tài)單元相互之間和PLCPLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信。全局變量全局變量 ：全局變量能容易地在程序之間實(shí)現(xiàn)通信，全局變量能容易地在程序之間實(shí)現(xiàn)通信，它們能在組態(tài)，資源，程序內(nèi)進(jìn)行說明和應(yīng)用。它們能在組態(tài)，資源，程序內(nèi)進(jìn)行說明和應(yīng)用。參數(shù)調(diào)用：參數(shù)調(diào)用：在程序內(nèi)部，數(shù)據(jù)交換是通過參數(shù)調(diào)用在程序內(nèi)部，數(shù)據(jù)交換是通過參數(shù)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)的，參數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，參數(shù),例如：輸入和輸出變量。參數(shù)調(diào)用例如：輸入和輸出變量。參數(shù)調(diào)用定義了值轉(zhuǎn)移的接口。定義了值轉(zhuǎn)移的接口。通信組織單元：通信組織單元：通信組織單元提供了通信服務(wù)，這通信組織單元提供了通信服務(wù)，這些服務(wù)將在些服務(wù)將在IEC 61131IEC 61131的第的第5 5 部分進(jìn)行定義部分進(jìn)行定義。7/17/202221 I E C 6 1 1 3 1I E C 6 1 1 3 1 3 3 的 通 用 語 言 單 元 是 標(biāo) 識的 通 用 語 言 單 元 是 標(biāo) 識（IdentifiersIdentifiers），），關(guān)鍵詞（關(guān)鍵詞（KeywordsKeywords），），評評論（論（CommentsComments），），文字文字(Literals)Literals)，數(shù)據(jù)類數(shù)據(jù)類型和變型和變 量（量（Data types and variablesData types and variables）。）。以下對它們進(jìn)行詳細(xì)描述。以下對它們進(jìn)行詳細(xì)描述。7/17/202222 標(biāo)識符用來尋址變量，功能，程序等，它們是一標(biāo)識符用來尋址變量，功能，程序等，它們是一些單元且能支持程序的可讀性。些單元且能支持程序的可讀性。標(biāo)識符是一個(gè)字母數(shù)字和下劃線的序列，以一個(gè)標(biāo)識符是一個(gè)字母數(shù)字和下劃線的序列，以一個(gè)字母或下劃線開始。字母或下劃線開始。以下各項(xiàng)不可以做為標(biāo)識符：以下各項(xiàng)不可以做為標(biāo)識符：a.a.空格和德文中的元音變音字母空格和德文中的元音變音字母 b.b.以同一方式說明兩次以同一方式說明兩次 c.c.用關(guān)鍵字做為標(biāo)識符（參看用關(guān)鍵字做為標(biāo)識符（參看4.24.2節(jié)）節(jié)）7/17/202223 關(guān)鍵字關(guān)鍵字是是清楚清楚的的字母組合字母組合，能，能做為單個(gè)做為單個(gè)的的語法語法助記符助記符單元單元關(guān)鍵字不能關(guān)鍵字不能用用做為標(biāo)識符做為標(biāo)識符，IEC 611313關(guān)鍵字舉例關(guān)鍵字舉例：ABS,SIN,BOOL,FALSE,TRUE,FOR,NEXT,IF,THEN,VAR,GLOBAL,DATE,TIME,FUNCTION7/17/202224 評論或程序的一部分用來幫助理解程序且是重要評論或程序的一部分用來幫助理解程序且是重要的溝通方法。評論允許在任何位置以所有文本編輯的溝通方法。評論允許在任何位置以所有文本編輯的形式而且必須以特殊的字母序列（的形式而且必須以特殊的字母序列（*and*）開始和開始和結(jié)束。每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段能對它的功能評論成一段文本。結(jié)束。每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段能對它的功能評論成一段文本。7/17/202225 IEC 611313說明文字做為字母說明文字做為字母，數(shù)字?jǐn)?shù)字和和時(shí)間時(shí)間的的序列序列。字母序列字母序列：字母序列文字具有字母序列文字具有0或或更多字母更多字母，而且而且以以反反逗號逗號開始開始和和結(jié)束結(jié)束（例如例如：Character sequence）。數(shù)字?jǐn)?shù)字：有有兩種不同類型兩種不同類型的的數(shù)字文字?jǐn)?shù)字文字：整數(shù)整數(shù)和和實(shí)數(shù)實(shí)數(shù)。整數(shù)整數(shù)能能定義帶有基數(shù)定義帶有基數(shù)，十進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)能數(shù)能具有具有（十或）的（十或）的符號符號，實(shí)數(shù)實(shí)數(shù)能能表示表示成成指數(shù)形式指數(shù)形式。時(shí)間：時(shí)間：有兩種不同的時(shí)間文字（間隔時(shí)間和天有兩種不同的時(shí)間文字（間隔時(shí)間和天/日期時(shí)間）日期時(shí)間）7/17/202226數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型：數(shù)據(jù)類型：IEC 611313定義了不同的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型，定義了不同的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型，它們幫助編譯，推導(dǎo)以及用戶定義數(shù)據(jù)類型。它們幫助編譯，推導(dǎo)以及用戶定義數(shù)據(jù)類型。每一個(gè)標(biāo)識符被分配到一個(gè)數(shù)據(jù)類型，數(shù)據(jù)每一個(gè)標(biāo)識符被分配到一個(gè)數(shù)據(jù)類型，數(shù)據(jù)類型決定了多大的存儲容量將被保留以及什類型決定了多大的存儲容量將被保留以及什么值相應(yīng)于存儲器的內(nèi)容。么值相應(yīng)于存儲器的內(nèi)容。7/17/202227數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型a.a.波爾型（真值表波爾型（真值表 真真/偽）。偽）。b.b.字節(jié)，字，雙字，帶符號的整型數(shù)，不帶符號的字節(jié)，字，雙字，帶符號的整型數(shù)，不帶符號的整型數(shù)，整型數(shù)，1616位整形數(shù)，不帶符號的位整形數(shù)，不帶符號的1616位整形數(shù)，雙位整形數(shù)，雙整形數(shù)，不帶符號的雙整形數(shù)（整形數(shù)據(jù)類型）。整形數(shù)，不帶符號的雙整形數(shù)（整形數(shù)據(jù)類型）。c.c.實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型）。實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型）。d.d.串?dāng)?shù)據(jù)（字符串）。串?dāng)?shù)據(jù)（字符串）。e.e.時(shí)間時(shí)間(TIME)TIME)，日時(shí)間日時(shí)間(TIMETIMEOFOFDAY)DAY)，日期日期(DATE)DATE)f.f.日期和時(shí)間日期和時(shí)間(DATE_AND_TIME)(DATE_AND_TIME)(時(shí)間數(shù)據(jù)類型時(shí)間數(shù)據(jù)類型)。7/17/202228數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型定義數(shù)據(jù)類型定義數(shù)據(jù)類型 a.陣列（陣列（ARRAY）(1,2,3維場維場)。b.指針（指針（POINTER）（）（包含用于實(shí)時(shí)程序的變量包含用于實(shí)時(shí)程序的變量/功功能塊的尋址）。能塊的尋址）。c.枚舉（枚舉（Enumeration）（）（枚舉數(shù)，由很多字符串常枚舉數(shù)，由很多字符串常數(shù)組成）。數(shù)組成）。d.結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)（STRUCT）e.參考參考(Reference)（用于對變量用于對變量/常數(shù)常數(shù)/功能塊生成一功能塊生成一個(gè)替換名）個(gè)替換名）7/17/202229變量變量IEC 611313定義定義5種種不同不同的的變量類變量類型型a.全局變量全局變量b.本地變量本地變量c.輸入變量輸入變量d.輸出變量輸出變量e.輸入輸入和和輸出變量輸出變量7/17/202230變量變量本地變量不能連接本地變量不能連接到到外部外部，亦即它們只能亦即它們只能在在程序內(nèi)部程序內(nèi)部的的一一部分進(jìn)行尋址部分進(jìn)行尋址，全局變量全局變量能被能被所有程序組織單元所有程序組織單元（POUs）尋址尋址。輸入輸入，輸出輸出和和輸入輸入/輸出變量輸出變量是與是與程序程序，功能功能和和功功能能塊塊有關(guān)有關(guān)的。的。它們它們能在被能在被分配分配的的POU內(nèi)內(nèi)通過通過讀或?qū)憗碜x或?qū)憗砀母淖冏?，在，在POU外部改變必須進(jìn)行定義外部改變必須進(jìn)行定義，（，（輸入輸入，輸出輸出和和輸輸入入/輸出輸出）在原在原文件之間變量文件之間變量要要加以說明加以說明，變量變量VAR變量結(jié)束變量結(jié)束END_VAR。通常每個(gè)變量通常每個(gè)變量在冷在冷啟動之后啟動之后被被初始化初始化。默認(rèn)默認(rèn)的的初始初始值為值為0或或“偽偽”，可以通過可以通過另一另一變量符號變量符號“:=”在在說明說明中中指定用戶定義指定用戶定義的的初始初始值。值。7/17/202231變量屬性變量屬性當(dāng)當(dāng)說明一個(gè)變量說明一個(gè)變量時(shí)，能時(shí)，能附加以下附加以下的的屬性屬性 ：a.保留保留（RETAIN）:這些變量這些變量在在主要故障之后主要故障之后。仍。仍保留同一保留同一值。當(dāng)再值。當(dāng)再啟動啟動時(shí)，時(shí)，程序程序?qū)⒁赃@一將以這一保留保留的值的值繼續(xù)進(jìn)行繼續(xù)進(jìn)行。b.常數(shù)常數(shù)(CONSTANT)：變量變量值值不能改變不能改變c.AT：變量變量在在儲存儲存器映像區(qū)中器映像區(qū)中具有固定位置具有固定位置（固定地址固定地址）。）。Example 舉例舉例：以一：以一初始初始值值說明一個(gè)輸出變量說明一個(gè)輸出變量。VAR-OUTPUT Par_out1:INT:10;（*輸出參數(shù)輸出參數(shù)1，具有初始具有初始值值10*）END-VAR7/17/202232 固定地址變量固定地址變量 在在進(jìn)行說明進(jìn)行說明時(shí)時(shí),通過關(guān)鍵字變量通過關(guān)鍵字變量能被能被分配一個(gè)物理分配一個(gè)物理存儲器位置存儲器位置。地址地址用用特殊字母序列特殊字母序列來來指示指示，字母序列字母序列的的起始起始用用符號符號，跟隨一個(gè)范圍前綴跟隨一個(gè)范圍前綴和和一個(gè)數(shù)據(jù)前綴一個(gè)數(shù)據(jù)前綴（數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)類型類型）表示數(shù)據(jù)長度表示數(shù)據(jù)長度。最后最后是是數(shù)字序列表示存儲器數(shù)字序列表示存儲器的的位置位置。范圍前綴范圍前綴：I（輸入輸入），），Q（輸出輸出），），M（標(biāo)志標(biāo)志,內(nèi)內(nèi)部存儲器范圍部存儲器范圍）長度前綴長度前綴：X（單個(gè)單個(gè)位）位）,B（字節(jié)字節(jié)，8位）位）,W（字，（字，16位）位）,D（雙字，（雙字，32位）位）7/17/202233固定地址變量固定地址變量 Example 舉例舉例：QX1.0.2 輸出輸出位位2IW1.0.1 輸入輸入位位1MB7 標(biāo)志字節(jié)標(biāo)志字節(jié)7MW1 標(biāo)志標(biāo)志字字1MD3 標(biāo)志標(biāo)志雙字雙字3MX1.2 在在標(biāo)志標(biāo)志字字1中的中的第第3標(biāo)志標(biāo)志位位7/17/202234IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)是是PLC 編程語言編程語言的的國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)根據(jù)這一這一標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，程序程序是由是由以下一些單元組成以下一些單元組成的：的：結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(Structures)組織單元組織單元(Organization units)全局變量全局變量(Global variables)7/17/202235 在在IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)中中定義定義了了5種種PLC編程語編程語言言，它們它們是：是：指令指令表表IL(Instruction list)結(jié)構(gòu)文本結(jié)構(gòu)文本 ST(Structured text)順序功能順序功能圖圖SFC(Sequential function chart)功能功能塊圖塊圖FBD(Function block diagram)梯形梯形圖圖LD(Ladder diagram)對對解決解決某一某一問題問題，最，最適用適用于，用上于，用上術(shù)語術(shù)語言言中中的的某某一種語言一種語言。7/17/202236SFC順序功能圖編程語言舉例順序功能圖編程語言舉例在這一講中我們要介紹使用在這一講中我們要介紹使用SFC編程語言的一個(gè)應(yīng)用編程語言的一個(gè)應(yīng)用例子。德國西門子公司的例子。德國西門子公司的PLC編程語言中有一種叫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)的編程語言，實(shí)際上它就是一種標(biāo)準(zhǔn)SFC的編的編程語言。這里介紹的例子是用程語言。這里介紹的例子是用S7 Graph 對一臺自動對一臺自動鉆床的順序工作循環(huán)，進(jìn)行編程。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：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)的信號進(jìn)行定義，然后在西立一個(gè)順序結(jié)構(gòu)和對系統(tǒng)的信號進(jìn)行定義，然后在西門子的門子的PLC SIMATIC 管理器中建立一個(gè)項(xiàng)目，和管理器中建立一個(gè)項(xiàng)目，和STEP 7一樣可以采用符號地址編程，也可以不用符號一樣可以采用符號地址編程，也可以不用符號地址編程，如果用符號地址編程要求建立一個(gè)符號地地址編程，如果用符號地址編程要求建立一個(gè)符號地址表。址表。7/17/202237SFC順序功能圖編程語言舉例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對于順序控制系統(tǒng)最適合的編程語言是用SFC語言，語言，在本例中我們采用西門子公司的在本例中我們采用西門子公司的S7 Graph語言（類似語言（類似SFC語言），用這種語言按照工藝要求編程一個(gè)功能語言），用這種語言按照工藝要求編程一個(gè)功能塊塊FB1，S7 Graph會自動生成會自動生成FB1的背景數(shù)據(jù)塊的背景數(shù)據(jù)塊DB1。在在STEP 7程序的程序的OB1組織塊中調(diào)用組織塊中調(diào)用FB1和和DB1完成程完成程序的組織。將程序下載到序的組織。將程序下載到PLC中，用中，用STEP 7的調(diào)試手的調(diào)試手段調(diào)試和運(yùn)行程序。段調(diào)試和運(yùn)行程序。7/17/202238順序控制系統(tǒng)編順序控制系統(tǒng)編程和調(diào)試的工作程和調(diào)試的工作流程流程 7/17/202239自動鉆床的系統(tǒng)配置自動鉆床的系統(tǒng)配置7/17/202240自動鉆床的系統(tǒng)配置自動鉆床的系統(tǒng)配置上圖是我們的例子中的自動鉆床的系統(tǒng)配上圖是我們的例子中的自動鉆床的系統(tǒng)配置圖，它包含有以下一些元件：置圖，它包含有以下一些元件：鉆床的鉆頭電動機(jī)，電動機(jī)給出運(yùn)行鉆床的鉆頭電動機(jī)，電動機(jī)給出運(yùn)行/停停止的反饋信號止的反饋信號 啟動按鈕和冷卻液的選擇開關(guān)啟動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)給冷卻液泵，當(dāng)冷卻液達(dá)到一定壓力時(shí)給出反饋信號出反饋信號 夾緊工件用的夾緊汽缸，當(dāng)夾緊工件達(dá)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)給出反饋信號到一定壓力時(shí)給出反饋信號 鉆床工作臺升鉆床工作臺升/降的升降汽缸，當(dāng)鉆床工降的升降汽缸，當(dāng)鉆床工作臺到達(dá)高位或低位時(shí)由接近開關(guān)發(fā)出信作臺到達(dá)高位或低位時(shí)由接近開關(guān)發(fā)出信號。號。7/17/202241自動鉆床的系統(tǒng)配置自動鉆床的系統(tǒng)配置自動鉆床的初始狀態(tài)定義如下：自動鉆床的初始狀態(tài)定義如下：鉆床電動機(jī)和冷卻液泵處于停止?fàn)顟B(tài)鉆床電動機(jī)和冷卻液泵處于停止?fàn)顟B(tài) 鉆床的工作臺處在高位鉆床的工作臺處在高位 工件臺上沒有工件，夾緊汽缸處于松開工件臺上沒有工件，夾緊汽缸處于松開狀態(tài)狀態(tài)7/17/202242自動鉆床的工作時(shí)序圖自動鉆床的工作時(shí)序圖 7/17/202243自動鉆床的工作時(shí)序圖自動鉆床的工作時(shí)序圖自動鉆床的時(shí)序可以劃分為以下一些階段：自動鉆床的時(shí)序可以劃分為以下一些階段：裝入工件（手動）裝入工件（手動）根據(jù)需要（取決于被加工的材料）選擇是否要根據(jù)需要（取決于被加工的材料）選擇是否要加冷卻液加冷卻液 按啟動按鈕，啟動自動鉆床工作（鉆頭電動機(jī)按啟動按鈕，啟動自動鉆床工作（鉆頭電動機(jī)供電）供電）夾緊工件達(dá)到所需要的夾緊壓力夾緊工件達(dá)到所需要的夾緊壓力 啟動冷卻液泵（如果，選擇了要使用冷卻液）啟動冷卻液泵（如果，選擇了要使用冷卻液）7/17/202244自動鉆床的工作時(shí)序圖自動鉆床的工作時(shí)序圖 工作臺向下直到底部目標(biāo)位置（鉆削過程）工作臺向下直到底部目標(biāo)位置（鉆削過程）在底部目標(biāo)位置等待在底部目標(biāo)位置等待0.5秒（鉆削過程）秒（鉆削過程）提升工作臺到高位提升工作臺到高位 松開夾緊汽缸，停止鉆頭電動機(jī)和冷卻液泵松開夾緊汽缸，停止鉆頭電動機(jī)和冷卻液泵 卸下工件（手動）。卸下工件（手動）。在完成順序控制系統(tǒng)的編程之前，首先要建立起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，就是將自動鉆床的工作分為若干個(gè)單一個(gè)慨念，就是將自動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。步，慨念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是繪制出工藝流程圖。7/17/202245自動鉆床的工自動鉆床的工藝流程圖藝流程圖 7/17/202246自動鉆床的工藝流程圖自動鉆床的工藝流程圖 上圖是自動鉆床的工藝流程圖，圖中將自動鉆床的工作上圖是自動鉆床的工藝流程圖，圖中將自動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。從圖輯表達(dá)式。從圖4.18上我們可以看到：上我們可以看到：整個(gè)自動鉆床的工藝過程分成整個(gè)自動鉆床的工藝過程分成S1到到S7，7個(gè)單步，并個(gè)單步，并且表示了步的序列，跟隨且表示了步的序列，跟隨S1步的是步的是S2 步，跟隨步，跟隨S3步的步的是是S4步或者是步或者是S7步步 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：步的作用是鉆床處于準(zhǔn)備狀態(tài)，即：鉆床電動機(jī)和冷卻鉆床電動機(jī)和冷卻液泵處于停止?fàn)顟B(tài)，液泵處于停止?fàn)顟B(tài)，鉆床的工作臺處在高位，鉆床的工作臺處在高位，工件臺工件臺上沒有工件，夾緊汽缸處于松開狀態(tài)。對上沒有工件，夾緊汽缸處于松開狀態(tài)。對S3步的作用是步的作用是啟動鉆床鉆頭電動機(jī)等）啟動鉆床鉆頭電動機(jī)等）7/17/202247自動鉆床的工藝流程圖自動鉆床的工藝流程圖 然后，每一個(gè)步確定其必須滿足的轉(zhuǎn)移條件，使得過程然后，每一個(gè)步確定其必須滿足的轉(zhuǎn)移條件，使得過程能夠從一個(gè)步轉(zhuǎn)移到下一個(gè)步。能夠從一個(gè)步轉(zhuǎn)移到下一個(gè)步。圖上的轉(zhuǎn)移條件用圖上的轉(zhuǎn)移條件用T T表示（例如，表示（例如，T1T1的條件是按壓啟動過的條件是按壓啟動過程的啟動按鈕，程的啟動按鈕，T5T5的轉(zhuǎn)移條件是工作臺到達(dá)高位）。的轉(zhuǎn)移條件是工作臺到達(dá)高位）。有了上面這些準(zhǔn)備工作后，我們就可以用有了上面這些準(zhǔn)備工作后，我們就可以用S7 Graph S7 Graph 語言語言來編程我們的例子了。來編程我們的例子了。S7 GraphS7 Graph是是STEP 7STEP 7軟件的一個(gè)選擇項(xiàng)，首先要安裝軟件的一個(gè)選擇項(xiàng)，首先要安裝STEP STEP 7 7軟件，然后再安裝軟件，然后再安裝S7 GraphS7 Graph軟件選件，安裝完成后，軟件選件，安裝完成后，S7 S7 GraphGraph是在是在SIMATIC SIMATIC 管理器下運(yùn)行的。因此，下面的步驟管理器下運(yùn)行的。因此，下面的步驟就和我們在第三章中已經(jīng)介紹的內(nèi)容類似。就和我們在第三章中已經(jīng)介紹的內(nèi)容類似。首先在首先在SIMATIC SIMATIC 管理器下建立一個(gè)新的項(xiàng)目，取名管理器下建立一個(gè)新的項(xiàng)目，取名“S7GRAPH_DrillS7GRAPH_Drill”，然后，插入一個(gè)然后，插入一個(gè)S7 300S7 300站和進(jìn)行硬站和進(jìn)行硬件組態(tài)，圖件組態(tài)，圖4.194.19和圖和圖4.204.20分別表示項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)和硬件組態(tài)分別表示項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)和硬件組態(tài)的情況。的情況。7/17/202248在在SIMATIC管理器下的管理器下的S7 GRAPH_Drill的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)圖的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)圖 在具體進(jìn)行編程之前，首先我們要建立一個(gè)符號地址表。在具體進(jìn)行編程之前，首先我們要建立一個(gè)符號地址表。表表4.17是這一項(xiàng)目的是這一項(xiàng)目的 I/O 定義和相應(yīng)的的符號地址命名。定義和相應(yīng)的的符號地址命名。7/17/202249在在SIMATICSIMATIC管理器下的管理器下的S7GRAPH_DrillS7GRAPH_Drill的硬件組態(tài)圖的硬件組態(tài)圖 7/17/202250自動鉆床項(xiàng)目的自動鉆床項(xiàng)目的 I/O I/O 定義和符號地址表定義和符號地址表 7/17/202251自動鉆床項(xiàng)目的自動鉆床項(xiàng)目的 I/O I/O 定義和符號地址表定義和符號地址表 7/17/202252自動鉆床項(xiàng)目的自動鉆床項(xiàng)目的 I/O I/O 定義和符號地址表定義和符號地址表 圖圖4.21是表示在是表示在SIMATIC管理器中編輯的符號地址管理器中編輯的符號地址表。有了符號地址表，我們再介紹使用表。有了符號地址表，我們再介紹使用S7 Graph編編程語言，在程語言，在SIMATIC管理器中編輯順序控制器的管理器中編輯順序控制器的功能塊功能塊FB1(一般默認(rèn)為一般默認(rèn)為FB1,也可以選擇其它功能塊也可以選擇其它功能塊號號)和背景數(shù)據(jù)塊和背景數(shù)據(jù)塊DB1。在在SIMATIC項(xiàng)目管理器的左邊，樹形結(jié)構(gòu)中選擇項(xiàng)目管理器的左邊，樹形結(jié)構(gòu)中選擇“Blocks”選擇菜單命令選擇菜單命令 Insert S7 Block Function Block 在在“屬性屬性”（“Properties”）對話框中選擇對話框中選擇“S7-Graph”作為編程語言（只有在作為編程語言（只有在STEP 7軟件軟件中安裝了中安裝了S7-Graph選件，才能選擇到這種編程語選件，才能選擇到這種編程語言）。言）。7/17/202253自動鉆床項(xiàng)目的自動鉆床項(xiàng)目的 I/O I/O 定義和符號地址表定義和符號地址表 完成上述步驟后，我們在完成上述步驟后，我們在“Blocks”文件夾中建立文件夾中建立起起FB1功能塊（不過，這時(shí)的功能塊（不過，這時(shí)的FB1是空的）。是空的）。用鼠標(biāo)左鍵雙擊用鼠標(biāo)左鍵雙擊FB1，打開打開FB1，首先見到的是用首先見到的是用雙框表示的初始步雙框表示的初始步S1和轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移T1，選擇轉(zhuǎn)移選擇轉(zhuǎn)移T1，并并在屏幕左邊的在屏幕左邊的“順序控制器菜單條順序控制器菜單條”中選擇圖標(biāo)，中選擇圖標(biāo)，這時(shí)會自動插入步這時(shí)會自動插入步S2和轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移T2，用同樣的方法完成用同樣的方法完成圖圖4.18所表示的所表示的S1到到S6的步結(jié)構(gòu)以及的步結(jié)構(gòu)以及T1到到T6的轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移圖標(biāo)圖標(biāo) 用鼠標(biāo)選擇用鼠標(biāo)選擇S3步，并在屏幕左邊的步，并在屏幕左邊的“順序控制器順序控制器菜單條菜單條”中選擇圖標(biāo)，打開一個(gè)分支路徑，用來實(shí)中選擇圖標(biāo)，打開一個(gè)分支路徑，用來實(shí)現(xiàn)選擇冷卻液使的分支程序，在分支路徑上出現(xiàn)轉(zhuǎn)現(xiàn)選擇冷卻液使的分支程序，在分支路徑上出現(xiàn)轉(zhuǎn)移移T77/17/202254自動鉆床項(xiàng)目的自動鉆床項(xiàng)目的 I/O I/O 定義和符號地址表定義和符號地址表 選擇轉(zhuǎn)移選擇轉(zhuǎn)移T7，并在屏幕左邊的并在屏幕左邊的“順序控制器菜單順序控制器菜單條條”中選擇圖標(biāo)，自動插入步中選擇圖標(biāo)，自動插入步S7和轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移T8 選擇轉(zhuǎn)移選擇轉(zhuǎn)移T8，并在屏幕左邊的并在屏幕左邊的“順序控制器菜單順序控制器菜單條條”中選擇圖標(biāo)，將分支路徑封閉到步中選擇圖標(biāo)，將分支路徑封閉到步S4 選擇轉(zhuǎn)移選擇轉(zhuǎn)移T6，并在屏幕左邊的并在屏幕左邊的“順序控制器菜單順序控制器菜單條條”中選擇圖標(biāo)，這是插入一個(gè)跳轉(zhuǎn)命令，將轉(zhuǎn)移中選擇圖標(biāo)，這是插入一個(gè)跳轉(zhuǎn)命令，將轉(zhuǎn)移T6跳轉(zhuǎn)至跳轉(zhuǎn)至S1步。步。通過以上步驟，完成了通過以上步驟，完成了FB1的結(jié)構(gòu)編程，結(jié)構(gòu)編程的結(jié)構(gòu)編程，結(jié)構(gòu)編程是依照圖是依照圖4.18的自動鉆床的工藝流程的要求來完成的自動鉆床的工藝流程的要求來完成的。的。7/17/202255自動鉆床項(xiàng)目的自動鉆床項(xiàng)目的 I/O I/O 定義和符號地址表定義和符號地址表 至此，我們尚未完成整個(gè)至此，我們尚未完成整個(gè)FB1的編程，我們還要對的編程，我們還要對各個(gè)步進(jìn)行各個(gè)步進(jìn)行“步作用步作用”的編程和各個(gè)轉(zhuǎn)移的的編程和各個(gè)轉(zhuǎn)移的“轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移條件條件”編程。編程。選擇菜單命令選擇菜單命令 Insert Action，結(jié)果在所選擇步結(jié)果在所選擇步的右邊，會出現(xiàn)圖標(biāo)，這是一個(gè)空的作用行，用鼠的右邊，會出現(xiàn)圖標(biāo)，這是一個(gè)空的作用行，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊這一作用框，作用框的左邊部分，用來輸入標(biāo)點(diǎn)擊這一作用框，作用框的左邊部分，用來輸入作用指令，右邊部分是作用指令的地址場作用指令，右邊部分是作用指令的地址場 在在S7-Graph編程語言中有編程語言中有4個(gè)作用指令，一般作個(gè)作用指令，一般作用指令的地址場，都是直接指向用指令的地址場，都是直接指向PLC的輸出場地址，的輸出場地址，這這4個(gè)作用指令是：個(gè)作用指令是：7/17/202256自動鉆床項(xiàng)目的自動鉆床項(xiàng)目的 I/O I/O 定義和符號地址表定義和符號地址表 S指令，指令，S指令是對輸出場地址進(jìn)行置位（輸出為指令是對輸出場地址進(jìn)行置位（輸出為“1”信號），而且這一指令不僅對信號），而且這一指令不僅對“激活激活”的步的步有效，而且當(dāng)步轉(zhuǎn)移到下一個(gè)有效，而且當(dāng)步轉(zhuǎn)移到下一個(gè)“激活激活”步時(shí)仍然有步時(shí)仍然有效，一直到在步作用中出現(xiàn)效，一直到在步作用中出現(xiàn)R指令，才將指令的輸指令，才將指令的輸出場置成出場置成“0”R指令，指令，R指令是用來復(fù)位輸出場的指令是用來復(fù)位輸出場的 N指令，指令，N指令也是對輸出場地址進(jìn)行置位的，指令也是對輸出場地址進(jìn)行置位的，但是和但是和S指令不同，指令不同，N指令只在指令只在“激活激活”的步期間的步期間是有效的，當(dāng)轉(zhuǎn)移到下一個(gè)步時(shí)，是有效的，當(dāng)轉(zhuǎn)移到下一個(gè)步時(shí)，N指令自動將輸指令自動將輸出場地址復(fù)位出場地址復(fù)位 D指令，指令，D指令是延時(shí)指令，除了輸出場地址外，指令是延時(shí)指令，除了輸出場地址外，還有延時(shí)時(shí)間域，還有延時(shí)時(shí)間域，D指令的作用是指從指令的作用是指從 7/17/202257自動鉆床項(xiàng)目的自動鉆床項(xiàng)目的 I/O I/O 定義和符號地址表定義和符號地址表 “步激活步激活”開始，經(jīng)過在延時(shí)時(shí)間域中定義的時(shí)開始，經(jīng)過在延時(shí)時(shí)間域中定義的時(shí)間之后，才對輸出場地址置位，而且在步轉(zhuǎn)移之后，間之后，才對輸出場地址置位，而且在步轉(zhuǎn)移之后，輸出場地址自動復(fù)位（類似輸出場地址自動復(fù)位（類似N指令，但是在執(zhí)行之指令，但是在執(zhí)行之前有一段時(shí)間延時(shí)）前有一段時(shí)間延時(shí)）應(yīng)用上述應(yīng)用上述4種作用指令，根據(jù)自動鉆床的工藝要求，種作用指令，根據(jù)自動鉆床的工藝要求，對對FB1的的S1至至S7的各個(gè)步，分別進(jìn)行作用編程，其的各個(gè)步，分別進(jìn)行作用編程，其結(jié)果見圖結(jié)果見圖4.23，自動鉆床應(yīng)用，自動鉆床應(yīng)用S7-Graph(SFC)語言語言編程編程FB1功能塊的程序圖。功能塊的程序圖。除了要對除了要對FB1功能塊的各個(gè)步作用進(jìn)行編程外，現(xiàn)功能塊的各個(gè)步作用進(jìn)行編程外，現(xiàn)在還需要對步的轉(zhuǎn)移條件進(jìn)行編程，這一編程可以在還需要對步的轉(zhuǎn)移條件進(jìn)行編程，這一編程可以選擇用梯形圖（選擇用梯形圖（LD）語言來進(jìn)行。語言來進(jìn)行。7/17/202258自動鉆床項(xiàng)目的自動鉆床項(xiàng)目的 I/O I/O 定義和符號地址表定義和符號地址表 對轉(zhuǎn)移條件進(jìn)行編程時(shí)可以應(yīng)用以下梯形圖指令：對轉(zhuǎn)移條件進(jìn)行編程時(shí)可以應(yīng)用以下梯形圖指令：插入常開觸點(diǎn)，其地址場可以在符號地址表中選擇插入常開觸點(diǎn)，其地址場可以在符號地址表中選擇插入常閉觸點(diǎn)，其地址場可以在符號地址表中選擇插入常閉觸點(diǎn)，其地址場可以在符號地址表中選擇 插入比較器，比較器可以選擇大于、小于、等于、大插入比較器，比較器可以選擇大于、小于、等于、大于等于、小于等于，比較器有兩個(gè)輸入端，輸入可以于等于、小于等于，比較器有兩個(gè)輸入端，輸入可以是被激活步的延續(xù)時(shí)間或者是應(yīng)該定義的時(shí)間值。在是被激活步的延續(xù)時(shí)間或者是應(yīng)該定義的時(shí)間值。在本例子中的本例子中的T6轉(zhuǎn)移條件，我們讓轉(zhuǎn)移條件，我們讓S6步的延續(xù)時(shí)間和步的延續(xù)時(shí)間和500ms進(jìn)行比較，即使前面的轉(zhuǎn)移條件都滿足了，在進(jìn)行比較，即使前面的轉(zhuǎn)移條件都滿足了，在這一步上也必須等待這一步上也必須等待500ms后才允許轉(zhuǎn)移。后才允許轉(zhuǎn)移。7/17/202259在在SIMATICSIMATIC管理器中使用管理器中使用S7-GraphS7-Graph編程語言編程語言對對FB1FB1功能塊進(jìn)行編程功能塊進(jìn)行編程 7/17/202260自動鉆床自動鉆床應(yīng)用應(yīng)用S7-S7-Graph Graph(SFC)(SFC)語言語言編程編程FB1FB1功功能塊的程能塊的程序圖序圖 7/17/202261OB1OB1的編程的編程過程過程 7/17/202262最后我們來介紹一下順序控制器的調(diào)試問題。最后我們來介紹一下順序控制器的調(diào)試問題。首先，我們要把離線編程的組態(tài)配置、程序方塊（包括首先，我們要把離線編程的組態(tài)配置、程序方塊（包括OB1OB1、FB1FB1和和DB1DB1等）和系統(tǒng)數(shù)據(jù)下載到等）和系統(tǒng)數(shù)據(jù)下載到PLCPLC中。如果，沒有錯(cuò)誤，中。如果，沒有錯(cuò)誤，則在則在PLCPLC從從“StopStop”狀態(tài)轉(zhuǎn)換為狀態(tài)轉(zhuǎn)換為“RunRun”狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)時(shí)，PLCPLC不會出不會出現(xiàn)報(bào)警，綠色的現(xiàn)報(bào)警，綠色的“RunRun”變成常亮。如果，在下載過程中出變成常亮。如果，在下載過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，紅色指示燈閃亮，這時(shí)應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)錯(cuò)誤，紅色指示燈閃亮，這時(shí)應(yīng)該根據(jù)CPUCPU的診斷緩沖區(qū)的診斷緩沖區(qū)中的提示，檢查造成故障的原因，并將其排除。中的提示，檢查造成故障的原因，并將其排除。從圖從圖4.244.24可以看到，在調(diào)用可以看到，在調(diào)用FB1FB1和和DB1DB1時(shí)，有許多參數(shù)需要輸時(shí)，有許多參數(shù)需要輸入，這和入，這和FB1FB1的工作方式有關(guān)，調(diào)用的工作方式有關(guān)，調(diào)用FB1FB1有最小工作方式、標(biāo)有最小工作方式、標(biāo)準(zhǔn)工作方式和最大工作方式三種：準(zhǔn)工作方式和最大工作方式三種：在在SIMATICSIMATIC管理器中使用管理器中使用S7-GraphS7-Graph編程語言編程語言對對FB1FB1功能塊進(jìn)行編程功能塊進(jìn)行編程 7/17/202263 最小工作方式，最小工作方式，F(xiàn)B1FB1只有三個(gè)參數(shù)，見上圖。最小工作方只有三個(gè)參數(shù)，見上圖。最小工作方式能啟動順序控制器自動運(yùn)行。沒有附加的控制和監(jiān)控功能。式能啟動順序控制器自動運(yùn)行。沒有附加的控制和監(jiān)控功能。參數(shù)參數(shù)“INIT_SQ”是用來對順序控制器初始化，加電后，順是用來對順序控制器初始化，加電后，順序控制器處在初始步（序控制器處在初始步（S1）位置。位置。按最小工作方式調(diào)用按最小工作方式調(diào)用FB1FB1時(shí)的參數(shù)時(shí)的參數(shù) 7/17/202264按標(biāo)準(zhǔn)工作方式調(diào)用按標(biāo)準(zhǔn)工作方式調(diào)用FB1FB1時(shí)的參數(shù)時(shí)的參數(shù) 7/17/202265按標(biāo)準(zhǔn)工作方式調(diào)用按標(biāo)準(zhǔn)工作方式調(diào)用FB1FB1時(shí)的參數(shù)時(shí)的參數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)工作方式，在這種工作方式下，標(biāo)準(zhǔn)工作方式，在這種工作方式下，F(xiàn)B1具有一組具有一組標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)見下圖。標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)見下圖。標(biāo)準(zhǔn)工作方式對順序控制器的調(diào)試是非常有用的。標(biāo)準(zhǔn)工作方式對順序控制器的調(diào)試是非常有用的。因?yàn)?，在?shí)際的應(yīng)用中，實(shí)際的項(xiàng)目可能比我們所舉因?yàn)?，在?shí)際的應(yīng)用中，實(shí)際的項(xiàng)目可能比我們所舉的例子要復(fù)雜得多，因此，很難保證程序編制完成后，的例子要復(fù)雜得多，因此，很難保證程序編制完成后，一點(diǎn)錯(cuò)誤也沒有，有一些錯(cuò)誤是語法上的錯(cuò)誤，在編一點(diǎn)錯(cuò)誤也沒有，有一些錯(cuò)誤是語法上的錯(cuò)誤，在編程過程中根據(jù)提示（一般出現(xiàn)語法錯(cuò)誤時(shí)會有紅色的程過程中根據(jù)提示（一般出現(xiàn)語法錯(cuò)誤時(shí)會有紅色的報(bào)警提示），通過報(bào)警提示），通過Help的幫助提示，來糾正出現(xiàn)的語的幫助提示，來糾正出現(xiàn)的語法錯(cuò)誤。即使，語法上已經(jīng)通過，沒有錯(cuò)誤了，在實(shí)法錯(cuò)誤。即使，語法上已經(jīng)通過，沒有錯(cuò)誤了，在實(shí)際執(zhí)行時(shí)還會有考慮不周，造成動作的錯(cuò)誤或者互鎖際執(zhí)行時(shí)還會有考慮不周，造成動作的錯(cuò)誤或者互鎖的條件有問題，或者時(shí)間關(guān)系沒有配合好等等，這些的條件有問題，或者時(shí)間關(guān)系沒有配合好等等，這些就要結(jié)合現(xiàn)場的情況，對順序控制器進(jìn)行調(diào)試，修改就要結(jié)合現(xiàn)場的情況，對順序控制器進(jìn)行調(diào)試，修改程序，消除出現(xiàn)的各種問題，最后使順序控制器滿足程序，消除出現(xiàn)的各種問題，最后使順序控制器滿足現(xiàn)場工藝的要求。現(xiàn)場工藝的要求。7/17/202266按標(biāo)準(zhǔn)工作方式調(diào)用按標(biāo)準(zhǔn)工作方式調(diào)用FB1FB1時(shí)的參數(shù)時(shí)的參數(shù) 在標(biāo)準(zhǔn)工作方式下，可以進(jìn)一步選擇在標(biāo)準(zhǔn)工作方式下，可以進(jìn)一步選擇4種調(diào)試方式：種調(diào)試方式：自動方式，這一工作方式是和最小工作方式的情況自動方式，這一工作方式是和最小工作方式的情況一樣，當(dāng)一樣，當(dāng)“激活激活”步隨后的轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，下一個(gè)步隨后的轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，下一個(gè)步就被步就被“激活激活”。手動方式，和自動方式不一樣，當(dāng)轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)手動方式，和自動方式不一樣，當(dāng)轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)不會自動轉(zhuǎn)到下一步。選擇那一個(gè)步是由手動實(shí)現(xiàn)的。不會自動轉(zhuǎn)到下一步。選擇那一個(gè)步是由手動實(shí)現(xiàn)的。步進(jìn)方式，步進(jìn)方式有一點(diǎn)類似于自動方式，但是步進(jìn)方式，步進(jìn)方式有一點(diǎn)類似于自動方式，但是需要有一個(gè)附加的需要有一個(gè)附加的“步使能步使能”條件，不僅步的轉(zhuǎn)移條條件，不僅步的轉(zhuǎn)移條件需要滿足，而且在件需要滿足，而且在FBI參數(shù)的參數(shù)的T_PUSH輸入端，附輸入端，附加一個(gè)上升沿信號（加一個(gè)上升沿信號（“步使能步使能”條件），控制過程才條件），控制過程才能轉(zhuǎn)移到下一個(gè)步。能轉(zhuǎn)移到下一個(gè)步。7/17/202267按標(biāo)準(zhǔn)工作方式調(diào)用按標(biāo)準(zhǔn)工作方式調(diào)用FB1FB1時(shí)的參數(shù)時(shí)的參數(shù) 自動或單步方式，選擇這種方式時(shí)，只要自動或單步方式，選擇這種方式時(shí)，只要“步轉(zhuǎn)移條步轉(zhuǎn)移條件件”或或“步使能條件步使能條件”（在在FBI參數(shù)的參數(shù)的T_PUSH輸入端，輸入端，附加一個(gè)上升沿信號）兩個(gè)條件中有一個(gè)條件滿足，控附加一個(gè)上升沿信號）兩個(gè)條件中有一個(gè)條件滿足，控制過程就會轉(zhuǎn)移到下一步。制過程就會轉(zhuǎn)移到下一步。在標(biāo)準(zhǔn)工作方式下的在標(biāo)準(zhǔn)工作方式下的4種方式的選擇，是通過種方式的選擇，是通過FB1的以下的以下參數(shù)實(shí)現(xiàn)的：參數(shù)實(shí)現(xiàn)的：SW_AUTO（選擇自動方式）選擇自動方式）SW_MAN （選擇手動方式）選擇手動方式）SW_TAP （選擇步進(jìn)方式）選擇步進(jìn)方式）SW_TOP （選擇自動或單步方式）選擇自動或單步方式）在上述參數(shù)的輸入端，施加一個(gè)上升沿信號，就能選中在上述參數(shù)的輸入端，施加一個(gè)上升沿信號，就能選中相應(yīng)的工作方式。相應(yīng)的工作方式。7/17/202268按最大工作方式調(diào)用按最大工作方式調(diào)用FB1FB1時(shí)的參數(shù)時(shí)的參數(shù) 最大工作方式，在這種最大工作方式，在這種工作方式下，工作方式下，F(xiàn)B1具有全具有全部參數(shù)見右圖。部參數(shù)見右圖。7/17/202269按最大工作方式調(diào)用按最大工作方式調(diào)用FB1FB1時(shí)的參數(shù)時(shí)的參數(shù)在最大工作方式下，除了可以選擇標(biāo)準(zhǔn)工作方式時(shí)的自動、在最大工作方式下，除了可以選擇標(biāo)準(zhǔn)工作方式時(shí)的自動、手動、步進(jìn)和自動或單步的調(diào)試方式外，還有附加的控制手動、步進(jìn)和自動或單步的調(diào)試方式外，還有附加的控制和監(jiān)控功能，這里不詳細(xì)介紹了。和監(jiān)控功能，這里不詳細(xì)介紹了。在調(diào)試過程中西門子公司還提供一種在調(diào)試過程中西門子公司還提供一種“S7-PLCSIM仿真軟仿真軟件件”的工具，在的工具，在STEP 7軟件中安裝這一仿真軟件后，不必軟件中安裝這一仿真軟件后，不必將程序下載到將程序下載到PLC的實(shí)際硬件中，而只要下載到仿真軟件的實(shí)際硬件中，而只要下載到仿真軟件中，就可以對順序控制器進(jìn)行調(diào)試了，這是一個(gè)非常有用中，就可以對順序控制器進(jìn)行調(diào)試了，這是一個(gè)非常有用的工具。的工具。7/17/202270按最大工作方式調(diào)用按最大工作方式調(diào)用FB1FB1時(shí)的參數(shù)時(shí)的參數(shù)7/17/202271按最大工作方式調(diào)用按最大工作方式調(diào)用FB1FB1時(shí)的參數(shù)時(shí)的參數(shù)圖圖4.28是使用是使用“S7-PLCSIM仿真軟件仿真軟件”對順對順序控制器進(jìn)行調(diào)試的畫面，圖的底部是仿真序控制器進(jìn)行調(diào)試的畫面，圖的底部是仿真器部分，它有器部分，它有CPU、強(qiáng)制輸入的輸入場（圖強(qiáng)制輸入的輸入場（圖上是上是IB0：即即I0.0-I0.7），），輸出場（圖上是輸出場（圖上是QB0：即即Q0.0-Q0.7）和位存儲器場（圖上是和位存儲器場（圖上是MB0：即即M0.0-M0.7）。）。從圖上可以看到從圖上可以看到CPU處在處在RUN-P狀態(tài)，綠色指示燈狀態(tài)，綠色指示燈RUN常亮，常亮，說明仿真器的說明仿真器的CPU工作正常，點(diǎn)擊工具條上工作正常，點(diǎn)擊工具條上的圖標(biāo)，仿真器進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)，這時(shí)仿真器的圖標(biāo)，仿真器進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)，這時(shí)仿真器上方的綠色