基于Siemens-S7-FIFO功能的得實現(xiàn)

基于Siemens S7-300/400 PLC的FIFO功能實現(xiàn) 摘要：本文詳細介紹了基于西門子S7-300/400 PLC中的FIFO功能，并利用西門子S7系列PLC編程軟件Simatic STEP7開發(fā)實現(xiàn)多字節(jié)的FIFO功能。Abstract：This paper introduces FIFO function based Siemens S7-300/400 PLC，and achieves several byte FIFO function by making use of Siemens PLC Programming software Simatic STEP7 development.關鍵詞 西門子 S7-300/400 PLC ；FIFO ；Simatic STEP7Keywords：Siemens S7-300/400 PLC ；FIFO ；Simatic STEP7主要內容：1、 前言，提出為什么要介紹Siemens PLC中的FIFO功能2、 首先介紹Siemens 公司提供的專用功能塊，F(xiàn)C84與FC85，并分別舉例3、 說明在設備間數(shù)據(jù)通訊，多余1個字節(jié)的數(shù)據(jù)需要同時進行FIFO Buffer，然后在下一工序中彈出來。介紹多字節(jié)FIFO功能的實現(xiàn)4、 Siemens PLC編程開發(fā)軟件Simatic STEP7的介紹，編程開發(fā)同時20字節(jié)FIFO的程序，相關數(shù)據(jù)塊結構的說明，在程序中的調用FIFO功能塊。此外可以通過Simatic Simulation 進行模擬確認。5、 總結。 一、前言FIFO功能即First Input First Output先進先出，在很多情況下要用到此功能。以前此技術主要在計算機高級語言開發(fā)和數(shù)據(jù)結構設計中應用，但隨著PLC技術的日益突飛猛進，需要通過PLC進行數(shù)據(jù)傳送、緩存存儲的事件越來越多，尤其是在數(shù)據(jù)緩存過程中，對FIFO功能使用場合越來越多。西門子S7-300/400 PLC是德國西門子公司的中型、大型PLC，也是當今世界上工控行業(yè)的主流產品。在Siemens S7系列PLC開發(fā)軟件Simatic STEP7工具中，Siemens公司提供了兩個專用功能FC84 ATT和FC85 FIFO，通過這兩個FC功能完成對FIFO功能數(shù)據(jù)的寫入和導出，但是每次只能允許一字，也就兩字節(jié)長的數(shù)據(jù)。為了實現(xiàn)每次多字節(jié)的FIFO功能，需要用戶自己開發(fā)相應的功能塊FB來實現(xiàn)，在本文中就介紹了實現(xiàn)每次20字節(jié)FIFO功能FB200功能塊的代碼，以及實際應用舉例。二、Siemens FC84 ATT和FC85 FIFO功能的介紹1、 FC84 ATT1.1、 FC 84 ATT功能和構成介紹FC 84 ATT是實現(xiàn)增加數(shù)據(jù)到FIFO功能的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，通過每次執(zhí)行此指令實現(xiàn)把一字的數(shù)據(jù)增加到FIFO功能數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，F(xiàn)IFO功能存儲區(qū)中以字為單位，具體組成如下：l 存儲區(qū)表中第一字為FIFO存儲區(qū)允許的最大數(shù)據(jù)存儲個數(shù)，即最多可以存儲多少個字的數(shù)據(jù)。l 存儲區(qū)表中第二字為FIFO存儲區(qū)當前已經存儲數(shù)據(jù)的個數(shù)，即已經存儲了多少個字的數(shù)據(jù)。l 存儲區(qū)表中從第三字開始為FIFO存儲區(qū)實際存儲的數(shù)據(jù)。1.2、 FC 84 ATT功能參數(shù)說明通過Simatic STEP7進行程序開發(fā)時，調用FC84 ATT功能，出現(xiàn)如下圖： 從圖21中可以看到，F(xiàn)C84 ATT共有四個參數(shù)，分別為EN、DATA、TABLE和ENO，在四門子資料中對其描述如下表2-1：參數(shù)聲明數(shù)據(jù)類型內存區(qū)域功能描述EN輸入布爾I、Q、M、D、L使能激活信號ENO輸出布爾I、Q、M、D、L使能輸出DATA輸入WordI、Q、M、D、L、P靜態(tài)存儲區(qū)域要增加到FIFO的數(shù)據(jù)TABLE輸入指針I(yè)、Q、M、D、FIFO區(qū)域指針 表2-1 1.3、舉例說明如果信號M100.0的狀態(tài)為1（即被激活），F(xiàn)C84 ATT功能被執(zhí)行。在下面的例子中，增加的數(shù)據(jù)寫到FIFO表中的第五行，F(xiàn)IFO的容量也就是FIFO表中第二行由4變?yōu)?。如果FC84 ATT被執(zhí)行而且沒有錯誤發(fā)生，那么使能輸出ENO置為1，具體如下：2、FC85 FIFO2.1 、FC 85 FIFO功能和構成介紹FC85 FIFO是完成把FIFO表中的數(shù)據(jù)按照先進先出原則，依次讀出，以供使用，與FC84 ATT配合使用，完成FIFO的寫進與讀出功能。通過每次執(zhí)行此指令實現(xiàn)把一個字的數(shù)據(jù)從FIFO功能數(shù)據(jù)存儲區(qū)中讀出，F(xiàn)IFO功能存儲區(qū)中以字為單位，具體組成如下：l 存儲區(qū)表中第一字為FIFO存儲區(qū)允許的最大數(shù)據(jù)存儲個數(shù)，即最多可以存儲多少個字的數(shù)據(jù)。l 存儲區(qū)表中第二字為FIFO存儲區(qū)當前已經存儲數(shù)據(jù)的個數(shù)，即已經存儲了多少個字的數(shù)據(jù)。l 存儲區(qū)表中從第三字開始為FIFO存儲區(qū)實際存儲的數(shù)據(jù)，也是FIFO指針所指向的數(shù)據(jù)。2.2、FC 85 FIFO功能參數(shù)說明通過Simatic STEP7進行程序開發(fā)時，調用FC85 FIFO功能，出現(xiàn)如下圖： 圖2-2從圖21中可以看到，F(xiàn)C85FIFO共有四個參數(shù)，分別為EN、ENO、TABLE和RET_VAL，在西門子資料中對其描述如下表2-2：參數(shù)聲明數(shù)據(jù)類型內存區(qū)域功能描述EN輸入布爾I、Q、M、D、L使能激活信號ENO輸出布爾I、Q、M、D、L使能輸出TABLE輸入指針I(yè)、Q、M、D、FIFO區(qū)域指針RET_VAL輸出字I、Q、M、D、L、P讀出的數(shù)據(jù) 表2-22.3、舉例說明如果信號M100.0的狀態(tài)為1（即被激活），F(xiàn)C85 FIFO功能被執(zhí)行。在下面的例子中，從FIFO存儲區(qū)域中讀出的數(shù)據(jù)寫到RET_VAL指定的地址中，F(xiàn)IFO的容量也就是FIFO表中第二行由5變?yōu)?。同時整個FIFO中存儲的數(shù)據(jù)依次向上移動一行。如果FC85 FIFO被執(zhí)行而且沒有錯誤發(fā)生，那么使能輸出ENO被置為1。三、多字節(jié)FIFO功能的實現(xiàn)1、 從前面FC84 ATT和FC85 FIFO的說明中可以看出，雖然Siemens提供了針對S7系列PLC的FIFO功能模塊，但是其只能每次寫入或讀出一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，而實際上在很多情況下，每次均是一組數(shù)據(jù)需要運用FIFO功能來暫時存儲起來，那么在這種情形下就不能采用Siemens提供的標準功能FC84和FC85了，需要自己開發(fā)一可以實現(xiàn)多字節(jié)讀出寫入功能的FIFO指令。2、 Siemens Simatic STEP7介紹Siemens Simatic S7 300/400系列PLC是Siemens公司主推的中、大型產品，也是當今世界上的主流產品。針對這兩個系列PLC開發(fā)軟件工件為Simatic STEP7，此軟件有多個版本，目前已經發(fā)展到V5.4，采用次軟件可以實現(xiàn)開發(fā)、監(jiān)控等功能。3、 多字節(jié)FIFO的實現(xiàn)打開Simatic STEP7軟件，新建一FB塊，如FB200 DB200，然后進入FB100進行編程，本文中以20字節(jié)為例，介紹如何開發(fā)實現(xiàn)FIFO功能具體見如下畫面： 圖3-1源代碼如下：FUNCTION_BLOCK FB 100TITLE =/此功能塊用了完成20字節(jié)的FIFO功能AUTHOR : HylotusVERSION : 0.1KNOW_HOW_PROTECTVAR_INPUT SOURCE_DB : BLOCK_DB ; INPUT : BOOL ; OUTPUT : BOOL ; SIZE : INT ;END_VARVAR_OUTPUT DONE_IN : BOOL ; DONE_OUT : BOOL ; ERROR : BOOL ; FULL : BOOL ; EMPTY : BOOL ;END_VARVAR_IN_OUT LOCATION : INT ;END_VARVAR IN_START : BOOL ; IN_ACTIVE : BOOL ; OUT_START : BOOL ; OUT_ACTIVE : BOOL ; COUNT : INT ; RET_VAL1 : INT ;END_VARBEGINNETWORKTITLE = A #INPUT; AN #IN_ACTIVE; = #IN_START; A #INPUT; = #IN_ACTIVE; A #OUTPUT; AN #OUT_ACTIVE; = #OUT_START; A #OUTPUT; = #OUT_ACTIVE; AN #INPUT; AN #OUTPUT; JC END1; NETWORKTITLE =OUTPUT FIFO/20字節(jié)的數(shù)據(jù)從FIFO存儲區(qū)域中讀出 AN #OUTPUT; O #DONE_OUT; JC IN_1; AN #OUT_START; JC OP_1; OPN #SOURCE_DB; L DW#16#0; T DBD 40; T DBD 44; T DBD 48; T DBD 52; T DBD 56; T DBD 60; T DBD 64; T DBD 68; T DBD 72; T DBD 76; L #LOCATION; L 0; =I ; S #EMPTY; JC EROR; OPN #SOURCE_DB; CALL BLKMOV ( SRCBLK := P#DBX 80.0 BYTE 40, RET_VAL := #RET_VAL1, DSTBLK := P#DBX 40.0 BYTE 40); L #RET_VAL1; L 0; I ; JC EROR; L 0; T #COUNT; OP_1: L #LOCATION; L 0; =I ; JC EROR; L #LOCATION; L #COUNT; =I ; JC OP_3; L #COUNT; L 2; +I ; ITD ; L P#40.0; *D ; LAR1 ; OPN #SOURCE_DB; L DBD AR1,P#40.0; T DBD AR1,P#0.0; L DBD AR1,P#44.0; T DBD AR1,P#4.0; L DBD AR1,P#48.0; T DBD AR1,P#8.0; L DBD AR1,P#52.0; T DBD AR1,P#12.0; L DBD AR1,P#56.0; T DBD AR1,P#16.0; L DBD AR1,P#60.0; T DBD AR1,P#20.0; L DBD AR1,P#64.0; T DBD AR1,P#24.0; L DBD AR1,P#68.0; T DBD AR1,P#28.0; L DBD AR1,P#72.0; T DBD AR1,P#32.0; L DBD AR1,P#76.0; T DBD AR1,P#36.0; L #COUNT; L 1; +I ; T #COUNT; L #SIZE; L -1; +I ; L #COUNT; =I ; S #FULL; JC EROR; L #LOCATION; L 2; +I ; ITD ; L P#40.0; *D ; LAR1 ; OPN #SOURCE_DB; L DBD 0; T DBD AR1,P#0.0; L DBD 4; T DBD AR1,P#4.0; L DBD 8; T DBD AR1,P#8.0; L DBD 12; T DBD AR1,P#12.0; L DBD 16; T DBD AR1,P#16.0; L DBD 20; T DBD AR1,P#20.0; L DBD 24; T DBD AR1,P#24.0; L DBD 28; T DBD AR1,P#28.0; L DBD 32; T DBD AR1,P#32.0; L DBD 36; T DBD AR1,P#36.0; L #LOCATION; L 1; +I ; T #LOCATION; SET ; S #DONE_IN; JU END2; NETWORKTITLE =EROR: SET ; = #ERROR; JU END2; END1: CLR ; = #DONE_IN; = #DONE_OUT; = #ERROR; = #EMPTY; = #FULL; END2: NOP 0; END_FUNCTION_BLOCK4、 在程序中的調用上面已經完成了FB100 FIFO功能塊的編程開發(fā)，下面就是直接調用，設置相關參數(shù)就可以使用此功能了，舉例如下：新建FIFO數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)庫DB200，結構為AddressNameTypeInitial valueComment0.0STRUCT+0.0IN_BufferSTRUCT+0.0Status_WordINT0+2.0Data1INT0+4.0Data2INT0+6.0Data3INT0+8.0Data4INT0+10.0Data5INT0+12.0Data6INT0+14.0Data7INT0+16.0Data8INT0+18.0Data9INT0=20.0END_STRUCT0+0.0Status_WordINT+2.0Data1INT+4.0Data2INT+6.0Data3INT+8.0Data4INT+10.0Data5INT+12.0Data6INT+14.0Data7INT+16.0Data8INT+18.0Data9INT=20.0END_STRUCT+40DataArray0.20*0.0STRUCT+0.0Status_WordI