PCS7系统自定义CFC功能块培训（高端培训）

工程师培训资料工程师培训资料 标题：PCS7系统自定义CFC功能块培训（高端培训）（高端培训）培训人：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，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 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 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SRRSQSR（变量地址）RSQRS（变量地址）N（变量地址）P（变量地址）NOTM_BITQNEG（变量地址1）（变量地址2）M_BITQPOS（变量地址1）（变量地址2）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?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，DBCD_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_DW 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tttS:I0.0R:I0.1Q:Q4.0S_PULSE 脉冲定时器tttS:I0.0R:I0.1Q:Q4.0S_PEXT 扩展脉冲定时器tttS:I0.0R:I0.1Q:Q4.0tS_ODT 延时开启定时器tttS:I0.0R:I0.1Q:Q4.0tS_ODTS 带保持延时开启定时器tttS:I0.0R:I0.1Q:Q4.0tS_OFF 延时断开计时器设计自定义功能块 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；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。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 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：0Kp4mA0 12Kp20mA27648 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，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：ARRAY1.4 OF REAL；（0.0）其他变量可以声明成临时变量。LAD实现信号滤波FB1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.典型的系统配置典型的系统配置OS clientOS clientOS clientTerminal busSystem busES RedundantOS serverOS serverASASPCS7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。.Graphics 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。可在视图中显示这些对象并进行编辑.SIMATIC NET:调试向导，组态控制台和站配置器是SIMATIC NET的接口。SIMATIC NET是一个SIMATIC项目中配置网络和总线系统的平台。PCS7系统结构（AS）、AS：自动化站一个自动化站可由电源（PS），中央处理器（CPU），通讯处理器（CP）和输入和输出模块组成的。CPU处理操作系统和程序。PCS