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1、OtoStudio软件培训教程及固高控制器应用知识1. OtoStudio平台的简介OtoStudio 是一种功能强大的软PLC软件编程工具，它 遵循国际电工协会IEC61131-3标准，同时其可以采用 IL 、ST、 FBD 、LD、 CFC、 SFC 六种编程语言进 行开发，用户可以在同一项目中选择不同的语言编辑子 程序，功能模块等。软件编程分成两个部分： 1.控制进程的编程； 2.可视化界面的编辑；它是一款高效、简便的开发工具，并为众多知名的控制 器公司所采用。而对于固高控制器而言，常用的编程语 言有LD、ST、SFC三种。其他几种仅做为了解即可。1.1常用的编程语言(1)- LD梯形图
2、符合欧洲标准的梯形图编辑器1.2 常用的编程语言(2)- SFC流程图一种图形化的顺序控制编程方式1.3 常用的编程语言(3)- ST语言类似PASCAL高级语言的编程语言我们在项目开发时不会经常使用这三种语言， 在这里只是简单的介绍一下：1.4 其余的另三种语言IL 是LD梯形图模式的文本化的语言CFC是一种类似逻辑电路原理图的编程方式FBD是多个CFC的顺序控制编程相关的编程语法知识参见书籍： IEC61131-3编程语言及应用基础1.5 变量类型Bool型变量，只有False否和True是两种状态；INT整数型变量，DINT长整数型变量，其他还有SINT，USINT，UINT，UDINT
3、等类型；REAL浮点型变量，LREAL长浮点型变量就是带小数的变量；WORD、DWORD型变量，类似UDINT整数型变量，不能有负数，其中DWORD常用于指针；BYTE变量，同时也可以做为字符变量；STRING字符串变量；ARRAY数组类型；POINTER指针类型，这个会经常用到；STRUCT数据结构定义变量类型，这个会经常用到；1.6 变量的分类全局变量，整个工程都可以引用，需要在在工程的全局变量 管理器内编辑，我们常用来PRG之间的通信联络；局部变量，只能用于PRG内使用（不包含函数和功能块内部的变量），不能被其它PRG和功能块、函数引用；函数和功能块的参变量，包括VAR_INPUT输入型
4、变量，VAR_OUTPUT输出型变量(函数和功能块方法不一样)，VAR内部使用型变量只能在功能块和函数本身调用。CONSTANT类型，常数的值不可改变，但这种类型不常用。1.7 函数FUN和功能块FB函数FUN的概念与PASCAL高级语言的概念一致，包含函数名、参数以及返回值。功能块FB的概念比较特殊：有点类似C+语言里面的类的概念，可以被定义成多个副本，而不会出现互相干扰，运行中可以保持其内部变量值不变。相对而言功能块FB在我们开发的控制工程里运用的比较多。1.8进程PRG和全局变量一个工程就是由多个PRG组成，简单的理解就是有多个程序在同时运行。PRG是并行运行的。每个PRG可以负责不同的
5、任务。优点：简化编程难度，优化软件工程的结构，有利于大家解读。全局变量是联接各个PRG之间的纽带。OtoStudio界面开发提供的控件数量不多；常用的控件包括： 文本框 按钮 可视化 位图n 重点需要掌握的是如何将控件的属性、点 击事件触发相关的内容和程序里面的变量进 行关联。1.9 VISU图形界面开发1.10 控件关联属性、变量的使用变量部分终点掌握：不可见；取消输入；改变颜色；输入设置终点掌握：触发但不保持变量；页面转移；文本显示变量输入；1.12 Lib库刚建立工程时，只有一个标准库Standard被自动调入。除了自己编写函数和功能块以外，OtoStudio还为我们提供了很多的函数和功
6、能块，它们被封装到多个LIB库里供我们调用。需要的时候可以通过库管理功能，将需要的函数和功能块所在的库调入工程里。也可以将我们自己编写的函数和功能块封装成库，供以后的工程调用。相关的库文件说明在OtoStudio的安装目录下有相关的文档说明1.13 认知OtoStudio，编写一个小程序屏幕上添加一个圆灯和一个按钮，当按钮按下后圆灯可以一亮一灭的闪动。要求： 点亮、熄灭时间各为1秒。 编程方式采用LD方式；OtoStudio的编程入门从LD语言开始；首先认识LD语言常用的组成元素； 触点 线圈 上升沿、下降沿 定时器 双稳态保持做为控制系统常用的语句构成，以及作用； 直连 一般用在IO测试或简
7、单控制上 自锁、互锁 状态切换、功能切换、运动功能控制 双稳态电路 IO或系统状态保持和复位2. OtoStudio的编程基础2.1.1常用LD语言元素（1）线圈：普通线圈、置位线圈、复位线圈，同样必须是 Bool型变量或WORD 、INT、BYTE型的变量位。触点：分成常开、常闭两类，变量名必须是Bool型变量 或WORD、INT、BYTE型变量的位。2.1.2常用LD语言元素（2）定时器上升沿、下降沿计数器2.1.3常用LD语言元素（3）双稳态逻辑运算和数学运算(相关的运算符查看帮助资料）2.1.4常用的组合形式（自锁、互锁）互锁常用在：工作状态模式切换、功能切换； 自锁常用在：有时间延续
8、的功能启动上；2.1.5常用的组合形式（双稳态）双稳态常用在：IO或系统状态保持和复位；以上三种形式构成LD编程的基础形态。2.1.6编写一个LD的程序功能切换：按下右边方格时，左边绿色小灯会变亮；选中一个功能时，其他功能的灯会灭掉；形成六种功能的互锁逻辑电路；ST语言虽然有高级语言的灵活性强优点，但缺点是可读性差。一般情况下不用来做主程序的框架，而是用来开发功能块和函数（包括SFC语言的功能块）。在用ST开发功能模块时尽可能的不用循环语句，常用语句就是IF.THEN 和 CASE.OF语句。这样可以保证程序执行时流畅不会卡死。注意LREAL型变量的赋值数必须加小数点。如：Val := 12.
9、0; 2.2用ST语言开发编程要注意在ST语言开发功能块中，上升沿和下降沿、 以及定时器功能块的用法，否则运行中产生难以理 解的错误。这里面有两种处理方法： 1）将这些语句放在功能块的最外层。不要这些这 些语句放在IF、CASE或循环语句里面。2）可以在下一个执行条件里放置一个输入条件为 FALSE的复位语句。2.2.1用ST开发功能块注意事项(1)注意功能块的特点。在OtoStudio程序运行的时候，功能块的里面变量的数值是始终保持的，不会因为没有执行该功能块，数值变为零。如果在LD程序里，使用不带En的功能块时，那么不管前面的逻辑是否为TRUE，这个功能块的内部始终会被执行。如果想控制功能
10、块里面的能否执行可以通过在功能块第一个输 入变量自行添加Enable参数加以控制，或者使用带有En的方式添加功能块，如下图所示：2.2.2用ST开发功能块注意事项(2)以不带En的方式 添加功能块以带En的方式添 加功能块特点是动作流程清晰，流程顺序一目了然。基本上 用于PRG并行顺序动作的编程用来编写动作流程较长的控制功能，比如自动运行 的主循环过程、或者机械手上下料的过程动作。只能用来开发单一流程的动作，不建议用它来编写 并行的动作流程（如果有并行的顺序动作功能，建 议采用两个PRG程序来实现）。2.3.1 SFC语言的编程2.3.2 SFC语言的STEP功能块每一个STEP都相 当于功能
11、块，每 个程序扫描周期 只会执行一个 STEP每一个STEP有一 个进入动作，进 入前只执行一次每一个STEP有一 个退出动作，在 离开扫描离开时 只执行一次基本上以逻辑判断为主；将一些比较复杂的并且执行时间较长需要等待的控制模块，集 中放在另一个PRG内，这里只做启动信号和判断是否结束。2.3.3 SFC语言的编程要点(1)要有退出机制；在有等待状态信号才能向下执行的STEP里，要有退出机制。通过报警信息，防止等不到信号整个流程始 终停留在这个STEP里无法复位。2.3.4 SFC语言的编程要点(2)一旦有错误产 生 ，或者长时间 无 反应，就会通过 报警变量直接退 出返回顶层2.3.4 编
12、一个SFC程序同样编写一个走马灯的小程序，让屏幕上的8个圆点按照数字循序，依次循环点亮后熄灭；每次只能有一个灯亮。要求： 点亮时间为1秒。 编程方式采用SFC方式；常用的编程语言就是三种：LD语言、ST语言、SFC语言；LD语言的基础构成就三种形态：直通、自锁互锁、双稳态；ST语言主要用于功能块、函数和SFC里的STEP模块逻辑编程；SFC主要用于顺序动作较长的逻辑控制；另外三种语言很少用到，这里就不再介绍；2.4 编程知识总结 一个控制软件需要些什么？3. 了解控制软件的整体架构核心是 自动加 工工艺手动控 制功能产品信 息管理程序管 理编辑辅助动 作功能设备调 试修正报警监 控功能人机界
13、面管理自动运行要完成的功能。3.1.1以一台简单的拧螺丝机为例到螺丝排列机构 取螺丝电动螺丝刀负责取 螺丝、固定螺丝工件工件上需要固定的 螺丝位置列表 1. X20.0 Y20.0 2. X. Y 3. X. Y 4. X. Y 5. X. Y 6. X. Y还需要常规的手功能，用以测试调整3.1.2以一台简单的拧螺丝机为例需要一个代码试教、编辑功能3.1.3以一台简单的拧螺丝机为例需要多种工艺参数支持；3.1.3以一台简单的拧螺丝机为例工件坐标偏置设定（最基本的功能）：常见的 是数控机床的G54G59就是工件偏置，包括 设定、修改、保存。辅助设备的参数设定，比如机械上下料装置的 调整参数，加
14、工的定位，间距，速度、偏移修 正。加工工艺相关的：机床不同各不相同，电压、 温度、PID参数、延时。设备需要诊断是否正常3.1.4以一台简单的拧螺丝机为例针对不同的设备需要调整相关系统参数3.1.5以一台简单的拧螺丝机为例有一个文件管理操作部分的功能3.1.6以一台简单的拧螺丝机为例文件操作部分，包括浏览、复制、删除、拷贝等等常用功能；文件编辑功能；代码生成部分（也就是将一部分CADCAM的功能搬到控制器上）；系统参数文件的读写，例如：轴参数、系统参数、工艺参数文件的读写等等；系统文件的参数修改，修改完成后及时保存或者取消时恢复原值、以及控制器的刷新等；报警功能，产生报警及复位报警3.1.7以
15、一台简单的拧螺丝机为例报警的种类 系统报警：只有重新开机才能消除； 停止运行：正在运行时立即停止，基本以安全措施为主； 禁止运行：禁止运动模块运行，基本以安全措施为主； 警告报警：屏幕上会有警告提示；紧急停止的处理（极为重要），人工干预要求机床立即停止。比如：输入程序坐标有误时紧急停止，或工件型号不对。系统报警时的自行紧急停止，比如：有轴故障可以令其他轴停止。操作对人员或设备的安全保护，比如：运动的部件活动区域感应到有其他物体，机床电气舱门被打开等等。禁止自动运行的逻辑。这些思想始终贯穿自动流程。3.2.1 自动部分重点考虑的内容(1)开发控制系统并不是让机器简单的完成一个顺序动作就 算大功告
16、成。品质要求：根据不同的设备对品质的要求并不相同，其中的产生不 良品因素很多，但要保证不是由于控制系统的因素做成 的。效率要求： 另一个考核控制器是否达标的另一个重要指标，简单的 理解就是在保证品质的情况下，控制器速度是否够快。3.2.2自动部分重点考虑的内容(2)面面俱到，需要考虑应用的方便。非常繁琐，不复杂但是内容很多。工作量大，模块相对都比较独立。3.2.3 非自动功能的特点总而言之：与自动部分编程地位同样重要， 因为两者的配合是密不可分的。3.3 对于控制研发的整体考虑人机安全产品品质加工效率功能齐备设计时优 先考虑开发过程重点修改次数最多3.4 对于控制过程的认识软件规划 软件编程 软件调试完成功能产品品质 加工效率 功能完善调试 性能软件维
