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1、培训资料 名称 PCS7系统自定义功能块编程 工程师培训 所属班组 xx 汇报人 xx 内 容 FB和FC块的结构 LAD 编程语言 设计自定义功能块 FC设计实例 FB设计实例 SCL 编程简介 FB和FC块的结构 引脚 变量声明 程序体 块属性 FB的背景数据块 块的引脚 FB和FC块是实现一定功能的程序块 例如 量 程转换 PID控制器 信号滤波等 FB和FC将程序分解成相对独立的部分 在FB和FC内部避免使用直接地址 而是通过块 的引脚与调用程序实现数据交换 可以防止读 取到无效数据 设计良好的块可以被多次调用 只需改变引脚 连接 可节约编程工作量 块的三种引脚 输入端 IN 变量输入
2、 只读 输出端 OUT 结果输出 避免读取输出端 输入输出端 IN OUT 用于需要回写的变量 例如需要自复位的按 钮 变量声明 FB和FC块中所有用到的变量必须先声明 变量声明中包括对引脚的声明 FB和FC块中的变量声明类型 IN OUT IN OUT 块的引脚 TEMP 临时变量 用于程序的中间数据存储 STAT 静态变量 在FB中用于保存重要数据 FC没有静态变 量 块中的变量可以采用所有PCS7支持的基本和复合数据类 型 但是块的引脚在连接时必须满足两端数据类型一 致 块属性 FB和FC块包含以下属性 NAME 块名称 VERSION 版本号 FAMILY 块分类 AUTHOR 作者
3、S7 TASKLIST 调用块的执行顺序 S7 m c 块是否需要与WinCC变量连接 可以在编写自定义功能块时设置属性 FB的背景数据块 FC和FB的区别 FC块没有背景数据块 背景数据块与变量声明中确定的数据结构一致 背景数据块中不包含临时变量 用于保存每个周期的变量数值 可以在其他程序中 访问背景数据块中的数据 FC块的引脚不能空置 不能赋初值 FB块的引脚可以不连 保持其默认的初始值 FC常用于一些简单的逻辑运算和不需数据存储的功 能 也用于调用其他FB和FC块实现程序的结构化 FB更适合于编写复杂的运算功能 程序体 FB和FC块的程序可以采用多种编程语言编写 LAD FBD 适于编写
4、较简单的功能 程序 直观易懂 STL 适于编写贴近内核的程序 功能强大 但程序晦涩难懂 SCL 适于编写复杂的运算功能 功能强大 接近高级语言 程序易懂 LAD 编程语言 位逻辑指令 比较指令 MOVE 与数据转换指令 整数运算指令 浮点数运算指令 字逻辑运算指令 计数器指令 定时器指令 2019 11 2Sciample Training SIMATIC PCS711 常开触点 常闭触点 取反 输出线圈 置位线圈 复位线圈 检测下降沿 检测上升沿 复位 置位触发器 置位 复位触发器 检测变量上升沿 检测变量下降沿 位逻辑指令 三种数据类型 CMP I 整数比较 CMP D 长整数比较 CMP
5、 R 实数比较 六种比较条件 IN1等于IN2 IN1不等于IN2 IN1大于IN2 IN1大于等于IN2 IN1小于等于IN2 比较指令 2019 11 2Sciample Training SIMATIC PCS713 MOVE 指令 可实现简单的数据转换功能 IN I Q M D 常数 OUT I Q M D BCD I BCD码转换为整型 I BCD 整型数转换为BCD码 BCD DI BCD码转换为长整型 DI BCD 长整型数转换为BCD码 I DINT 整形数转换为长整型 DI REAL 长整型数转换为实型数 INV I 整型数的二进制反码 按位取反 INV DI 长整型数的二进
6、制反码 按位取反 NEG I 整型数的2的补码 加负号 NEG DI 长整型数的2的补码 加负号 NEG R 实型数的相反数 加负号 数据转换指令 ADD I 整型数加法 SUB I 整型数减法 MUL I 整型数乘法 DIV I 整型数除法 ADD DI 长整型数加法 SUB DI 长整型数减法 MUL DI 长整型数乘法 DIV DI 长整型数除法 MOD DI 长整型数取模运算 求余数 整数运算指令 ADD R 实型数加法 SUB R 实型数减法 MUL R 实型数乘法 DIV R 实型数除法 浮点数运算指令 WAND W 字 与 WOR W 字 或 WXOR W 字 异或 WAND D
7、W 双字 与 WOR DW 双字 或 WXOR DW 双字 异或 字逻辑运算指令 S CUD 向上 向下计数器 S CD 向下计数器 S CU 向上计数器 计数器指令 S PULSE SP 脉冲定时器 S PEXT SE 扩展脉冲定时器 S ODT SD 延时接通定时器 S ODTS SS 带保持延时接通定时器 S OFFDT SF 延时断开定时器 定时器指令 S PULSE 脉冲定时器 S PEXT 扩展脉冲定时器 S ODT 延时开启定时器 S ODTS 带保持延时开启定时器 2019 11 2Sciample Training SIMATIC PCS724 S OFF 延时断开计时器 设
8、计自定义功能块 分解程序功能 选择 FC 和 FB 块 设计引脚和变量结构 2019 11 2Sciample Training SIMATIC PCS726 分解程序功能 可以按照以下原则对程序进行功能分解 按照实现的功能划分 如电机起停逻辑 阀门控制器等 按照控制的设备划分 如除氧器 加压泵等 按照控制回路划分 如汽包水位控制器 主管压力控制器等 按照算法单元划分 如量程转换 浮点运算等 2019 11 2Sciample Training SIMATIC PCS727 选择 FC 和 FB 块 选择合理的程序块划分原则 尽量将实现功能所需的数据包含到功能块中 需要大量中间数据的功能块应选
9、择FB 如 计 算浮点数多项式 需要读取多个扫描周期数据的功能块采用FB 例如 PID控制器 不需数据存储或只需临时数据存储的功能块可 采用FC实现 例如 量程转换等 2019 11 2Sciample Training SIMATIC PCS728 设计引脚和变量结构 将需要在调用时变化的数据设计成块的引脚 合理利用IN IN OUT OUT三种引脚类型 优 先使用IN和OUT类型 避免不必要的麻烦 需要在多个周期中使用的变量应为静态变量 只在单个周期使用或仅仅一个语句使用的变量 应为临时变量 对FB块中变量赋初值时应考虑安全 临时变量不能赋初值 FC设计实例 量程转换功能 引脚 变量声明
10、LAD实现量程转换 在OB1中调用 量程转换功能 从模拟量输入通道读到的是一个没有工程单位的数 值 与输入信号的对应关系是 0Kp 4mA 0 12Kp 20mA 27648 在程序中必须先对其做量程转换 之后才能得到实 际的测量信号 量程转换是一个最常用的功能 但必须经过多步运 算才能实现 因而有必要将其编写成功能块 引脚 将一个0到27648的数值转换成从低量程 0Kp 到高量程 12Kp 之间的数值 为了确保可以在程序中多次调用 需要将一些 变量引出成为引脚 要转换的数值应该是一个输入引脚 高低量程根据不同的信号可能不同 应该设计 成输入引脚 量程转换的结果应该作为输出引脚 变量声明 其
11、他数据只是在运算过程中使用 可以定义成 临时变量 引脚的数据类型 输入 SV WORD HLM REAL LLM REAL 输出 PV REAL 在量程转换功能中没有需要多个周期使用的数 据 可以用FC实现 将自定义量程转换功能定义成FC1 LAD实现量程转换FC1 在OB1中调用FC1 FC1的引脚不能空置 连接变量的数据类 型与声明的类型一 致 FB设计实例 信号滤波功能 引脚 变量声明 LAD实现信号滤波FB1 在CFC中调用FB1 信号滤波功能 为了消除模拟量信号的高频噪声 在信号读入 之后需要先经过滤波器 根据要求不同可以选用多次滤波 如四次滤波 在滤波器中 将连续对同一个信号采样
12、并将 连续四次采样的平均值作为当前时刻的实际值 输出 滤波器可以用于各种模拟量信号 用功能块实 现可以节约编程量 引脚 滤波器应该是一个单输入单输出的系统 输 入端是一个任意的模拟量信号 输出是经过 滤波之后的模拟量信号 变量声明 由于滤波算法中需要保存连续四次的采样值 并作 平均运算 因而需要使用FB来实现 可以将连续四次采样值保存在一个实型数组中 并 且必须将其声明成静态类型 STAT 在FB中输入输出和静态变量可以设置初值 输入 SV REAL 初值为0 0 输出 PV REAL 初值为0 0 静态 BUF ARRAY 1 4 OF REAL 0 0 其他变量可以声明成临时变量 2019
13、 11 2Sciample Training SIMATIC PCS739 LAD实现信号滤波FB1 2019 11 2Sciample Training SIMATIC PCS740 在CFC中调用FB1 在CFC中连接块的引脚 不必关心生成的背景数据块 编译时自动生成 SCL 编程简介 SCL 编程环境 SCL 程序结构 SCL 编程实例 SCL 编程环境 SCL 程序结构 主框架 声明生成块的名称和FC块返回值的类型 分隔程序的各个部分 属性声明 定制生成块的属性 变量声明 所有程序中使用的变量必须声明 程序体 执行算法程序 SCL 编程实例 PCS7系统结构 1 典型的系统配置 OS
14、clientOS client OS client Terminal bus System bus ES Redundant OS server OS server AS AS PCS7系统结构 ES 2 ES 工程师站 PCS7 ES 提供了强大的组态工具 例如 SIMATIC Manager SIMATIC 管理器 项目 创建 库创建 项目管理和诊断等 PH Plant Hierarchy 工厂层次 用于工厂层 级的设计 HW Config Hardware Configuration Environment 硬件配置环境 用于配置 PCS7系统结构 ES CPU 通讯处理器 外围设备和现
15、场总线 等 CFC Continuous Function Chart 连续功能图 用于设计库 自动化逻辑 连锁 算法和控制等 SFC Sequential Function Chart 顺序功能图 用于设计顺序控制 逻辑和连锁 等 PCS7系统结构 ES SCL Structured Control Language 结构化控制语言 用于编写算法程序和创建功能块等 IEA Import Export Assistant 导入导出助手 用于 生成控制模型 过程标签类型和副本 WinCC Window Control Centre Windows 控制中心 PCS7操作员界面和可视化 Graph
16、ics Designer editor 图形编辑器 图片 图形 对象和动画设计 PCS7系统结构 ES Commissioning Wizard 调试向导 当PC重新启 动时 调试向导自动检测新近安装的SIMATIC 模块 并一步步指导用户安装和配置PC站 Configuration Console 配置控制台 使用配置 控制台可以在Commissioning Wizard 调试向导 运行后改变设置 用于配置访问点 Station Configurator 站配置器 显示PCS7系统 中建立的实际的PC配置 PCS7系统结构 ES Multiproject 多项目 在SIMATIC管理器中 您可 以创建单项目或多项目 一个多项目可以包含几 个项目和一个主数据库 Master data library 主数据库 一个主数据库是与 一个多项目联系在一起的 他不同于其它系统或 应用专用库 一个主数据库是存在于多项目中 并收集多项目使用的所有功能类型 PCS7系统结构 ES Process Object View 过程对象视图 组态中 会创建许多对象 过程对象视图包含了一个 项目的所有组态内容
