PLC技術(shù)培訓(xùn)班IEC611313標(biāo)準(zhǔn)

熱烈歡迎參加PLC技術(shù)培訓(xùn)班的全體學(xué)員！北京精誠(chéng)智合教學(xué)科技有限公司5/6/20231第一頁(yè)，共九十五頁(yè)。PLC培訓(xùn)班（第4講）IEC61131-3

編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)介紹1.IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用信息2.IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)軟件模型3.IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通信模式

4.IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用語(yǔ)言單元

5.IEC61131-3PLC編程語(yǔ)言5/6/20232第二頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用信息

眾所周知，在開(kāi)發(fā)可編程序控制器（PLC）的早期階段，由于沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的國(guó)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(yǔ)言，這些編程語(yǔ)言從內(nèi)容到形式都很不相同，例如，德國(guó)的公司喜歡用功能塊圖和語(yǔ)句表語(yǔ)言，這與他們?cè)缙趯⒕w管邏輯電路用來(lái)完成控制功能有關(guān)系，而美國(guó)的公司則喜歡用梯形圖語(yǔ)言和控制鼓（ControlDrum）。梯形圖語(yǔ)言又是從繼電器控制邏輯延伸來(lái)的，至于法國(guó)公司除了用梯形圖語(yǔ)言外，還用GRAFCET語(yǔ)言，這一語(yǔ)言又特別適用于完成順序控制的功能。5/6/20233第三頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用信息這種編程語(yǔ)言的不統(tǒng)一情況，給用戶(hù)帶來(lái)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，用戶(hù)被迫要去熟悉不同公司的編程語(yǔ)言，要額外的購(gòu)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。早在上世紀(jì)80年代國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)IEC的第六工作組（IEC/TC65B/WG6）就開(kāi)始著手制定統(tǒng)一的可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)。并于1993年正式頒布了這一標(biāo)準(zhǔn)，即IEC1131－3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。5/6/20234第四頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用信息

我國(guó)根據(jù)IEC的標(biāo)準(zhǔn)制定的中華人民共和國(guó)可編程序控制器（ProgrammableController）的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為GB/T15969.1－15969.4，該標(biāo)準(zhǔn)于1995年底發(fā)布，從1996年10月1日起開(kāi)始實(shí)施。

5/6/20235第五頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用信息近幾年由于自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展，需要制定涵蓋更廣領(lǐng)域，不僅包括PLC，還有DCS，HMI以及現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)等的內(nèi)容。IEC的第七工作組（IEC/SC65B/WG7）制定了新的IEC61131－3標(biāo)準(zhǔn)，第七工作組包括來(lái)自不同的PLC制造商，軟件公司和用戶(hù)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)PLC制造商所接受，IEC61131標(biāo)準(zhǔn)的5個(gè)部分總結(jié)當(dāng)代PLC系統(tǒng)的要求，這些要求涉及PLC的硬件和編程系統(tǒng)。新標(biāo)準(zhǔn)包括了早已在PLC編程中使用的通用概念，同時(shí)也增加了新的編程方法。5/6/20236第六頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用信息IEC61131－3本身只做為PLC的編程指導(dǎo)，而不是強(qiáng)制的規(guī)則，若PLC制造商希望符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，他們必須提供文件，說(shuō)明其對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的符合程度，他們還必須通過(guò)認(rèn)證，確認(rèn)那些部分符合標(biāo)準(zhǔn)，那些部分還不能滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)附有62個(gè)性能表，制造商必須填寫(xiě)這些表格并提供注釋?zhuān)ɡ?；“完全滿(mǎn)足”，不能“實(shí)現(xiàn)”，“以下部分能實(shí)現(xiàn)”…）。5/6/20237第七頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用信息

該標(biāo)準(zhǔn)還提供一個(gè)測(cè)試基礎(chǔ)，允許制造商和客戶(hù)都能評(píng)估，每一個(gè)編程系統(tǒng)符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的接近程度。為了進(jìn)一步證明兼容性，PLCopen國(guó)際組織，進(jìn)一步定義兼容性等級(jí)的測(cè)試，而這些測(cè)試是由獨(dú)立的機(jī)構(gòu)進(jìn)行的。5/6/20238第八頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)軟件模型IEC61131－3的軟件模型描述了諸多概念，包括組態(tài)（configuration）。資源（resource）.任務(wù)(task).程序(program).功能塊（functionblock）以及功能（function）和它們之間的連接。5/6/20239第九頁(yè)，共九十五頁(yè)。IE任務(wù)C61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)軟件模型

（組態(tài)內(nèi)部的資源）

在軟件等級(jí)中的最高等級(jí)是組態(tài)(configuration),它定義了單元結(jié)構(gòu)，這一單元有可能是，例如：帶多個(gè)CPU連接的PLC。一個(gè)組態(tài)包括一個(gè)或若干個(gè)資源(resources),它構(gòu)成一個(gè)CPU資源的程序是由任務(wù)來(lái)控制，任務(wù)(task)表示一個(gè)可執(zhí)行的程序單元。5/6/202310第十頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)軟件模型

（組態(tài)內(nèi)部的資源）5/6/202311第十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)軟件模型（任務(wù)）任務(wù)能周期地或由于一定的事件來(lái)處理，它們具有優(yōu)先權(quán)級(jí)，優(yōu)先權(quán)是定義在資源內(nèi)部分配給CPU的時(shí)間段。有若干種類(lèi)型的任務(wù)：a.周期任務(wù)，b.時(shí)間控制任務(wù)（時(shí)間間隔任務(wù)），c.事件控制任務(wù)(事件任務(wù))，e.中斷任務(wù)任務(wù)說(shuō)明是由任務(wù)名，它的優(yōu)先權(quán)級(jí)，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)字量輸入的上升沿或全局變量的偽(false)/真(true)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(lái)激活。程序是按照所指示的順序來(lái)處理的。5/6/202312第十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)軟件模型（任務(wù)）a.帶有條件的任務(wù)，在條件滿(mǎn)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“偽”改變成“真”。b.如果若干個(gè)任務(wù)都滿(mǎn)足條件，則具有最高優(yōu)先權(quán)級(jí)的任務(wù)將被執(zhí)行。c.不允許將同一個(gè)優(yōu)先權(quán)級(jí)分配給多個(gè)任務(wù)（優(yōu)先權(quán)級(jí)0＝任務(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(jí)的任務(wù)的條件被滿(mǎn)足，則較低優(yōu)先權(quán)級(jí)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。

5/6/202313第十三頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)軟件模型

（組織單元POUs）IEC61131－3定義程序(program),功能塊(functionblock),功能(function)作為程序的組織單元或POUs(ProgramOrganizationunitsPOUs).POUs的性質(zhì)允許用戶(hù)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(guò)測(cè)試的軟件模塊。為了程序模塊能訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)POU，至少需要有請(qǐng)求接口的說(shuō)明，在進(jìn)行說(shuō)明之后，一個(gè)POU對(duì)所有其他POU是存在的。5/6/202314第十四頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)軟件模型

（組織單元POUs）5/6/202315第十五頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)軟件模型

（程序）整個(gè)程序具有實(shí)時(shí)性質(zhì)，程序能在CPU中運(yùn)行，是由分配程序的任務(wù)來(lái)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PLC外部設(shè)備、全局變量和訪(fǎng)問(wèn)路徑。5/6/202316第十六頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)軟件模型

（功能塊）IEC61131－3應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)功能和功能塊來(lái)標(biāo)準(zhǔn)化典型PLC的功能。這一標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)是統(tǒng)一的，不依賴(lài)于制造商的PLC系統(tǒng)編程的重要基礎(chǔ)。功能塊（FBs）可以比作集成電路，它包括一定的控制功能，它們用來(lái)設(shè)置輸入/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)周期，只有功能的輸入和輸出變量能被請(qǐng)求的程序?qū)ぶ?。一個(gè)功能塊能被另一個(gè)功能塊調(diào)用。5/6/202317第十七頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)軟件模型

（功能塊背景）

IEC61131－3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。一個(gè)程序它調(diào)用FB1三次，則具有三個(gè)FB1背景，每次調(diào)用一個(gè)。程序則會(huì)精確地計(jì)算請(qǐng)求而不會(huì)有邊外效應(yīng)（sideeffects）。請(qǐng)遵守，所有背景應(yīng)用相同的程序碼，亦即，程序碼的改變對(duì)所有三個(gè)請(qǐng)求具有相同的效應(yīng)。軟件工具，通過(guò)自動(dòng)說(shuō)明對(duì)背景提供幫助，在FB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)。5/6/202318第十八頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)軟件模型

（功能）與功能塊不同，功能沒(méi)有內(nèi)部變量的緩沖區(qū)。這樣，功能不能使用全局變量訪(fǎng)問(wèn)功能的組織單元和直接說(shuō)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，則它們將提供相同的輸出參數(shù)。5/6/202319第十九頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通信模式IEC61131－3的通信方式使用：a.訪(fǎng)問(wèn)路徑（Accesspaths）b.全局變量（Globalvariables）c.參數(shù)調(diào)用(Callparameters)d.通信組織單元（IEC61131－5）（Communicationorganization）來(lái)說(shuō)明組態(tài)單元的數(shù)據(jù)交換5/6/202320第二十頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通信模式

訪(fǎng)問(wèn)路徑：定義訪(fǎng)問(wèn)路徑允許組態(tài)單元相互之間和PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信。

全局變量：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(shuō)明和應(yīng)用。

參數(shù)調(diào)用：

在程序內(nèi)部，數(shù)據(jù)交換是通過(guò)參數(shù)調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)的，參數(shù),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。

通信組織單元：通信組織單元提供了通信服務(wù)，這些服務(wù)將在IEC61131的第5部分進(jìn)行定義。5/6/202321第二十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用語(yǔ)言單元IEC61131－3的通用語(yǔ)言單元是標(biāo)識(shí)（Identifiers），關(guān)鍵詞（Keywords），評(píng)論（Comments），文字(Literals)，數(shù)據(jù)類(lèi)型和變量（Datatypesandvariables）。以下對(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)描述。5/6/202322第二十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用語(yǔ)言單元

（標(biāo)識(shí)符）

標(biāo)識(shí)符用來(lái)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。標(biāo)識(shí)符是一個(gè)字母數(shù)字和下劃線(xiàn)的序列，以一個(gè)字母或下劃線(xiàn)開(kāi)始。以下各項(xiàng)不可以做為標(biāo)識(shí)符：a.空格和德文中的元音變音字母b.以同一方式說(shuō)明兩次c.用關(guān)鍵字做為標(biāo)識(shí)符（參看4.2節(jié)）5/6/202323第二十三頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用語(yǔ)言單元

（關(guān)鍵字）關(guān)鍵字是清楚的字母組合，能做為單個(gè)的語(yǔ)法助記符單元關(guān)鍵字不能用做為標(biāo)識(shí)符，IEC61131－3關(guān)鍵字舉例：ABS,SIN,BOOL,FALSE,TRUE,FOR,NEXT,IF,THEN,VAR,GLOBAL,DATE,TIME,FUNCTION5/6/202324第二十四頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用語(yǔ)言單元

（評(píng)論）

評(píng)論或程序的一部分用來(lái)幫助理解程序且是重要的溝通方法。評(píng)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（*and*）開(kāi)始和結(jié)束。每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段能對(duì)它的功能評(píng)論成一段文本。5/6/202325第二十五頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用語(yǔ)言單元

（文字）IEC61131－3說(shuō)明文字做為字母，數(shù)字和時(shí)間的序列。字母序列：字母序列文字具有0或更多字母，而且以’反逗號(hào)’開(kāi)始和結(jié)束（例如：’Charactersequence’）。數(shù)字：有兩種不同類(lèi)型的數(shù)字文字：整數(shù)和實(shí)數(shù)。整數(shù)能定義帶有基數(shù)，十進(jìn)制數(shù)能具有（十或－）的符號(hào)，實(shí)數(shù)能表示成指數(shù)形式。時(shí)間：有兩種不同的時(shí)間文字（間隔時(shí)間和天/日期時(shí)間）5/6/202326第二十六頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用語(yǔ)言單元

（數(shù)據(jù)類(lèi)型）數(shù)據(jù)類(lèi)型：IEC61131－3定義了不同的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類(lèi)型，它們幫助編譯，推導(dǎo)以及用戶(hù)定義數(shù)據(jù)類(lèi)型。每一個(gè)標(biāo)識(shí)符被分配到一個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型，數(shù)據(jù)類(lèi)型決定了多大的存儲(chǔ)容量將被保留以及什么值相應(yīng)于存儲(chǔ)器的內(nèi)容。5/6/202327第二十七頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用語(yǔ)言單元

（數(shù)據(jù)類(lèi)型）標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類(lèi)型a.波爾型（真值表

真/偽）。b.字節(jié)，字，雙字，帶符號(hào)的整型數(shù)，不帶符號(hào)的整型數(shù)，16位整形數(shù)，不帶符號(hào)的16位整形數(shù)，雙整形數(shù)，不帶符號(hào)的雙整形數(shù)（整形數(shù)據(jù)類(lèi)型）。c.實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類(lèi)型）。d.串?dāng)?shù)據(jù)（字符串）。e.時(shí)間(TIME)，日時(shí)間(TIME－OF－DAY)，日期(DATE)f.日期和時(shí)間(DATE_AND_TIME)(時(shí)間數(shù)據(jù)類(lèi)型)。5/6/202328第二十八頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用語(yǔ)言單元

（數(shù)據(jù)類(lèi)型）定義數(shù)據(jù)類(lèi)型a.陣列（ARRAY）(1,2,3維場(chǎng))。b.指針（POINTER）（包含用于實(shí)時(shí)程序的變量/功能塊的尋址）。c.枚舉（Enumeration）（枚舉數(shù)，由很多字符串常數(shù)組成）。d.結(jié)構(gòu)（STRUCT）e.參考(Reference)（用于對(duì)變量/常數(shù)/功能塊生成一個(gè)替換名）5/6/202329第二十九頁(yè)，共九十五頁(yè)。

IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用語(yǔ)言單元

（變量）IEC61131－3定義5種不同的變量類(lèi)型a.全局變量b.本地變量c.輸入變量d.輸出變量e.輸入和輸出變量5/6/202330第三十頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用語(yǔ)言單元

（變量）本地變量不能連接到外部，亦即它們只能在程序內(nèi)部的一部分進(jìn)行尋址，全局變量能被所有程序組織單元（POUs）尋址。輸入，輸出和輸入/輸出變量是與程序，功能和功能塊有關(guān)的。它們能在被分配的POU內(nèi)通過(guò)讀或?qū)憗?lái)改變，在POU外部改變必須進(jìn)行定義，（輸入，輸出和輸入/輸出）在原文件之間變量要加以說(shuō)明，變量VAR變量結(jié)束END_VAR。通常每個(gè)變量在冷啟動(dòng)之后被初始化。默認(rèn)的初始值為0或“偽”，可以通過(guò)另一變量符號(hào)“:=”在說(shuō)明中指定用戶(hù)定義的初始值。5/6/202331第三十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用語(yǔ)言單元

（變量屬性）當(dāng)說(shuō)明一個(gè)變量時(shí)，能附加以下的屬性：a.保留（RETAIN）:這些變量在主要故障之后。仍保留同一值。當(dāng)再啟動(dòng)時(shí)，程序?qū)⒁赃@一保留的值繼續(xù)進(jìn)行。b.常數(shù)(CONSTANT)：變量值不能改變c.AT：變量在儲(chǔ)存器映像區(qū)中具有固定位置（固定地址）。Example舉例：以一初始值說(shuō)明一個(gè)輸出變量。VAR-OUTPUTPar_out1:INT:10;（*輸出參數(shù)1，具有初始值10*）END-VAR5/6/202332第三十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。

IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用語(yǔ)言單元

（固定地址變量

）在進(jìn)行說(shuō)明時(shí),通過(guò)關(guān)鍵字變量能被分配一個(gè)物理存儲(chǔ)器位置。地址用特殊字母序列來(lái)指示，字母序列的起始用％符號(hào)，跟隨一個(gè)范圍前綴和一個(gè)數(shù)據(jù)前綴（數(shù)據(jù)類(lèi)型）表示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。最后是數(shù)字序列表示存儲(chǔ)器的位置。范圍前綴：I（輸入），Q（輸出），M（標(biāo)志,內(nèi)部存儲(chǔ)器范圍）長(zhǎng)度前綴：X（單個(gè)位）,B（字節(jié)，8位）,W（字，16位）,D（雙字，32位）5/6/202333第三十三頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)通用語(yǔ)言單元

（固定地址變量

）Example舉例：％QX1.0.2輸出位2％IW1.0.1輸入位1％MB7標(biāo)志字節(jié)7％MW1標(biāo)志字1％MD3標(biāo)志雙字3％MX1.2在標(biāo)志字1中的第3標(biāo)志位5/6/202334第三十四頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言

IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)是PLC編程語(yǔ)言的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)，程序是由以下一些單元組成的：?結(jié)構(gòu)(Structures)?組織單元(Organizationunits)?全局變量(Globalvariables)5/6/202335第三十五頁(yè)，共九十五頁(yè)。IEC61131-3PLC標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言

在IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)中定義了5種PLC編程語(yǔ)言，它們是：?指令表IL(Instructionlist)?結(jié)構(gòu)文本ST(Structuredtext)?順序功能圖SFC(Sequentialfunctionchart)?功能塊圖FBD(Functionblockdiagram)?梯形圖LD(Ladderdiagram)對(duì)解決某一問(wèn)題，最適用于，用上術(shù)語(yǔ)言中的某一種語(yǔ)言。5/6/202336第三十六頁(yè)，共九十五頁(yè)。SFC順序功能圖編程語(yǔ)言舉例在這一講中我們要介紹使用SFC編程語(yǔ)言的一個(gè)應(yīng)用例子。德國(guó)西門(mén)子公司的PLC編程語(yǔ)言中有一種叫S7Graph的編程語(yǔ)言，實(shí)際上它就是一種標(biāo)準(zhǔn)SFC的編程語(yǔ)言。這里介紹的例子是用S7Graph對(duì)一臺(tái)自動(dòng)鉆床的順序工作循環(huán)，進(jìn)行編程。對(duì)順序控制這一類(lèi)系統(tǒng)的編程，一般按照以下的流程進(jìn)行：從下圖中我們看到，首先要對(duì)實(shí)施的順序控制項(xiàng)目建立一個(gè)順序結(jié)構(gòu)和對(duì)系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行定義，然后在西門(mén)子的PLCSIMATIC管理器中建立一個(gè)項(xiàng)目，和STEP7一樣可以采用符號(hào)地址編程，也可以不用符號(hào)地址編程，如果用符號(hào)地址編程要求建立一個(gè)符號(hào)地址表。

5/6/202337第三十七頁(yè)，共九十五頁(yè)。SFC順序功能圖編程語(yǔ)言舉例對(duì)于順序控制系統(tǒng)最適合的編程語(yǔ)言是用SFC語(yǔ)言，在本例中我們采用西門(mén)子公司的S7Graph語(yǔ)言（類(lèi)似SFC語(yǔ)言），用這種語(yǔ)言按照工藝要求編程一個(gè)功能塊FB1，S7Graph會(huì)自動(dòng)生成FB1的背景數(shù)據(jù)塊DB1。在STEP7程序的OB1組織塊中調(diào)用FB1和DB1完成程序的組織。將程序下載到PLC中，用STEP7的調(diào)試手段調(diào)試和運(yùn)行程序。

5/6/202338第三十八頁(yè)，共九十五頁(yè)。順序控制系統(tǒng)編程和調(diào)試的工作流程

5/6/202339第三十九頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床的系統(tǒng)配置5/6/202340第四十頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床的系統(tǒng)配置上圖是我們的例子中的自動(dòng)鉆床的系統(tǒng)配置圖，它包含有以下一些元件：鉆床的鉆頭電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)給出運(yùn)行/停止的反饋信號(hào)啟動(dòng)按鈕和冷卻液的選擇開(kāi)關(guān)冷卻液泵，當(dāng)冷卻液達(dá)到一定壓力時(shí)給出反饋信號(hào)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(hào)

鉆床工作臺(tái)升/降的升降汽缸，當(dāng)鉆床工作臺(tái)到達(dá)高位或低位時(shí)由接近開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)。

5/6/202341第四十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床的系統(tǒng)配置自動(dòng)鉆床的初始狀態(tài)定義如下：鉆床電動(dòng)機(jī)和冷卻液泵處于停止?fàn)顟B(tài)鉆床的工作臺(tái)處在高位工件臺(tái)上沒(méi)有工件，夾緊汽缸處于松開(kāi)狀態(tài)5/6/202342第四十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床的工作時(shí)序圖

5/6/202343第四十三頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床的工作時(shí)序圖自動(dòng)鉆床的時(shí)序可以劃分為以下一些階段：裝入工件（手動(dòng)）根據(jù)需要（取決于被加工的材料）選擇是否要加冷卻液按啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)自動(dòng)鉆床工作（鉆頭電動(dòng)機(jī)供電）夾緊工件達(dá)到所需要的夾緊壓力啟動(dòng)冷卻液泵（如果，選擇了要使用冷卻液）5/6/202344第四十四頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床的工作時(shí)序圖工作臺(tái)向下直到底部目標(biāo)位置（鉆削過(guò)程）在底部目標(biāo)位置等待0.5秒（鉆削過(guò)程）提升工作臺(tái)到高位松開(kāi)夾緊汽缸，停止鉆頭電動(dòng)機(jī)和冷卻液泵卸下工件（手動(dòng)）。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(dòng)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。5/6/202345第四十五頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床的工藝流程圖

5/6/202346第四十六頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床的工藝流程圖

上圖是自動(dòng)鉆床的工藝流程圖，圖中將自動(dòng)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(lái)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4.18上我們可以看到：整個(gè)自動(dòng)鉆床的工藝過(guò)程分成S1到S7，7個(gè)單步，并且表示了步的序列，跟隨S1步的是S2步，跟隨S3步的是S4步或者是S7步對(duì)每一個(gè)步必須規(guī)定一個(gè)或若干個(gè)作用（例如，對(duì)S1步的作用是鉆床處于準(zhǔn)備狀態(tài)，即：鉆床電動(dòng)機(jī)和冷卻液泵處于停止?fàn)顟B(tài)，鉆床的工作臺(tái)處在高位，工件臺(tái)上沒(méi)有工件，夾緊汽缸處于松開(kāi)狀態(tài)。對(duì)S3步的作用是啟動(dòng)鉆床鉆頭電動(dòng)機(jī)等）5/6/202347第四十七頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床的工藝流程圖

然后，每一個(gè)步確定其必須滿(mǎn)足的轉(zhuǎn)移條件，使得過(guò)程能夠從一個(gè)步轉(zhuǎn)移到下一個(gè)步。圖上的轉(zhuǎn)移條件用T表示（例如，T1的條件是按壓?jiǎn)?dòng)過(guò)程的啟動(dòng)按鈕，T5的轉(zhuǎn)移條件是工作臺(tái)到達(dá)高位）。有了上面這些準(zhǔn)備工作后，我們就可以用S7Graph語(yǔ)言來(lái)編程我們的例子了。S7Graph是STEP7軟件的一個(gè)選擇項(xiàng)，首先要安裝STEP7軟件，然后再安裝S7Graph軟件選件，安裝完成后，S7Graph是在SIMATIC管理器下運(yùn)行的。因此，下面的步驟就和我們?cè)诘谌轮幸呀?jīng)介紹的內(nèi)容類(lèi)似。首先在SIMATIC管理器下建立一個(gè)新的項(xiàng)目，取名“S7GRAPH_Drill”，然后，插入一個(gè)S7300站和進(jìn)行硬件組態(tài)，圖4.19和圖4.20分別表示項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)和硬件組態(tài)的情況。5/6/202348第四十八頁(yè)，共九十五頁(yè)。在SIMATIC管理器下的S7GRAPH_Drill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(hào)地址表。表4.17是這一項(xiàng)目的I/O定義和相應(yīng)的的符號(hào)地址命名。5/6/202349第四十九頁(yè)，共九十五頁(yè)。在SIMATIC管理器下的S7GRAPH_Drill的硬件組態(tài)圖5/6/202350第五十頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床項(xiàng)目的I/O定義和符號(hào)地址表5/6/202351第五十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床項(xiàng)目的I/O定義和符號(hào)地址表5/6/202352第五十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床項(xiàng)目的I/O定義和符號(hào)地址表圖4.21是表示在SIMATIC管理器中編輯的符號(hào)地址表。有了符號(hào)地址表，我們?cè)俳榻B使用S7Graph編程語(yǔ)言，在SIMATIC管理器中編輯順序控制器的功能塊FB1(一般默認(rèn)為FB1,也可以選擇其它功能塊號(hào))和背景數(shù)據(jù)塊DB1。在SIMATIC項(xiàng)目管理器的左邊，樹(shù)形結(jié)構(gòu)中選擇“Blocks”選擇菜單命令I(lǐng)nsertS7BlockFunctionBlock在“屬性”（“Properties”）對(duì)話(huà)框中選擇“S7-Graph”作為編程語(yǔ)言（只有在STEP7軟件中安裝了S7-Graph選件，才能選擇到這種編程語(yǔ)言）。5/6/202353第五十三頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床項(xiàng)目的I/O定義和符號(hào)地址表完成上述步驟后，我們?cè)凇癇locks”文件夾中建立起FB1功能塊（不過(guò)，這時(shí)的FB1是空的）。用鼠標(biāo)左鍵雙擊FB1，打開(kāi)FB1，首先見(jiàn)到的是用雙框表示的初始步S1和轉(zhuǎn)移T1，選擇轉(zhuǎn)移T1，并在屏幕左邊的“順序控制器菜單條”中選擇圖標(biāo)，這時(shí)會(huì)自動(dòng)插入步S2和轉(zhuǎn)移T2，用同樣的方法完成圖4.18所表示的S1到S6的步結(jié)構(gòu)以及T1到T6的轉(zhuǎn)移圖標(biāo)用鼠標(biāo)選擇S3步，并在屏幕左邊的“順序控制器菜單條”中選擇圖標(biāo)，打開(kāi)一個(gè)分支路徑，用來(lái)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)移T75/6/202354第五十四頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床項(xiàng)目的I/O定義和符號(hào)地址表選擇轉(zhuǎn)移T7，并在屏幕左邊的“順序控制器菜單條”中選擇圖標(biāo)，自動(dòng)插入步S7和轉(zhuǎn)移T8選擇轉(zhuǎn)移T8，并在屏幕左邊的“順序控制器菜單條”中選擇圖標(biāo)，將分支路徑封閉到步S4選擇轉(zhuǎn)移T6，并在屏幕左邊的“順序控制器菜單條”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S1步。通過(guò)以上步驟，完成了FB1的結(jié)構(gòu)編程，結(jié)構(gòu)編程是依照?qǐng)D4.18的自動(dòng)鉆床的工藝流程的要求來(lái)完成的。5/6/202355第五十五頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床項(xiàng)目的I/O定義和符號(hào)地址表至此，我們尚未完成整個(gè)FB1的編程，我們還要對(duì)各個(gè)步進(jìn)行“步作用”的編程和各個(gè)轉(zhuǎn)移的“轉(zhuǎn)移條件”編程。選擇菜單命令I(lǐng)nsertAction，結(jié)果在所選擇步的右邊，會(huì)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(lái)輸入作用指令，右邊部分是作用指令的地址場(chǎng)在S7-Graph編程語(yǔ)言中有4個(gè)作用指令，一般作用指令的地址場(chǎng)，都是直接指向PLC的輸出場(chǎng)地址，這4個(gè)作用指令是：5/6/202356第五十六頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床項(xiàng)目的I/O定義和符號(hào)地址表S指令，S指令是對(duì)輸出場(chǎng)地址進(jìn)行置位（輸出為“1”信號(hào)），而且這一指令不僅對(duì)“激活”的步有效，而且當(dāng)步轉(zhuǎn)移到下一個(gè)“激活”步時(shí)仍然有效，一直到在步作用中出現(xiàn)R指令，才將指令的輸出場(chǎng)置成“0”R指令，R指令是用來(lái)復(fù)位輸出場(chǎng)的N指令，N指令也是對(duì)輸出場(chǎng)地址進(jìn)行置位的，但是和S指令不同，N指令只在“激活”的步期間是有效的，當(dāng)轉(zhuǎn)移到下一個(gè)步時(shí)，N指令自動(dòng)將輸出場(chǎng)地址復(fù)位D指令，D指令是延時(shí)指令，除了輸出場(chǎng)地址外，還有延時(shí)時(shí)間域，D指令的作用是指從

5/6/202357第五十七頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床項(xiàng)目的I/O定義和符號(hào)地址表“步激活”開(kāi)始，經(jīng)過(guò)在延時(shí)時(shí)間域中定義的時(shí)間之后，才對(duì)輸出場(chǎng)地址置位，而且在步轉(zhuǎn)移之后，輸出場(chǎng)地址自動(dòng)復(fù)位（類(lèi)似N指令，但是在執(zhí)行之前有一段時(shí)間延時(shí)）應(yīng)用上述4種作用指令，根據(jù)自動(dòng)鉆床的工藝要求，對(duì)FB1的S1至S7的各個(gè)步，分別進(jìn)行作用編程，其結(jié)果見(jiàn)圖4.23，自動(dòng)鉆床應(yīng)用S7-Graph(SFC)語(yǔ)言編程FB1功能塊的程序圖。除了要對(duì)FB1功能塊的各個(gè)步作用進(jìn)行編程外，現(xiàn)在還需要對(duì)步的轉(zhuǎn)移條件進(jìn)行編程，這一編程可以選擇用梯形圖（LD）語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行。5/6/202358第五十八頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床項(xiàng)目的I/O定義和符號(hào)地址表對(duì)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(kāi)觸點(diǎn)，其地址場(chǎng)可以在符號(hào)地址表中選擇插入常閉觸點(diǎn)，其地址場(chǎng)可以在符號(hào)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。在本例子中的T6轉(zhuǎn)移條件，我們讓S6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(mǎn)足了，在這一步上也必須等待500ms后才允許轉(zhuǎn)移。5/6/202359第五十九頁(yè)，共九十五頁(yè)。在SIMATIC管理器中使用S7-Graph編程語(yǔ)言對(duì)FB1功能塊進(jìn)行編程5/6/202360第六十頁(yè)，共九十五頁(yè)。自動(dòng)鉆床應(yīng)用S7-Graph(SFC)語(yǔ)言編程FB1功能塊的程序圖5/6/202361第六十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。OB1的編程過(guò)程5/6/202362第六十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。最后我們來(lái)介紹一下順序控制器的調(diào)試問(wèn)題。首先，我們要把離線(xiàn)編程的組態(tài)配置、程序方塊（包括OB1、FB1和DB1等）和系統(tǒng)數(shù)據(jù)下載到PLC中。如果，沒(méi)有錯(cuò)誤，則在PLC從“Stop”狀態(tài)轉(zhuǎn)換為“Run”狀態(tài)時(shí)，PLC不會(huì)出現(xiàn)報(bào)警，綠色的“Run”變成常亮。如果，在下載過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，紅色指示燈閃亮，這時(shí)應(yīng)該根據(jù)CPU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。從圖4.24可以看到，在調(diào)用FB1和DB1時(shí)，有許多參數(shù)需要輸入，這和FB1的工作方式有關(guān)，調(diào)用FB1有最小工作方式、標(biāo)準(zhǔn)工作方式和最大工作方式三種：在SIMATIC管理器中使用S7-Graph編程語(yǔ)言對(duì)FB1功能塊進(jìn)行編程5/6/202363第六十三頁(yè)，共九十五頁(yè)。

最小工作方式，F(xiàn)B1只有三個(gè)參數(shù)，見(jiàn)上圖。最小工作方式能啟動(dòng)順序控制器自動(dòng)運(yùn)行。沒(méi)有附加的控制和監(jiān)控功能。參數(shù)“INIT_SQ”是用來(lái)對(duì)順序控制器初始化，加電后，順序控制器處在初始步（S1）位置。按最小工作方式調(diào)用FB1時(shí)的參數(shù)5/6/202364第六十四頁(yè)，共九十五頁(yè)。按標(biāo)準(zhǔn)工作方式調(diào)用FB1時(shí)的參數(shù)5/6/202365第六十五頁(yè)，共九十五頁(yè)。按標(biāo)準(zhǔn)工作方式調(diào)用FB1時(shí)的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作方式，在這種工作方式下，F(xiàn)B1具有一組標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)見(jiàn)下圖。標(biāo)準(zhǔn)工作方式對(duì)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(méi)有，有一些錯(cuò)誤是語(yǔ)法上的錯(cuò)誤，在編程過(guò)程中根據(jù)提示（一般出現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤時(shí)會(huì)有紅色的報(bào)警提示），通過(guò)Help的幫助提示，來(lái)糾正出現(xiàn)的語(yǔ)法錯(cuò)誤。即使，語(yǔ)法上已經(jīng)通過(guò)，沒(méi)有錯(cuò)誤了，在實(shí)際執(zhí)行時(shí)還會(huì)有考慮不周，造成動(dòng)作的錯(cuò)誤或者互鎖的條件有問(wèn)題，或者時(shí)間關(guān)系沒(méi)有配合好等等，這些就要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的情況，對(duì)順序控制器進(jìn)行調(diào)試，修改程序，消除出現(xiàn)的各種問(wèn)題，最后使順序控制器滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)工藝的要求。5/6/202366第六十六頁(yè)，共九十五頁(yè)。按標(biāo)準(zhǔn)工作方式調(diào)用FB1時(shí)的參數(shù)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：自動(dòng)方式，這一工作方式是和最小工作方式的情況一樣，當(dāng)“激活”步隨后的轉(zhuǎn)移條件滿(mǎn)足時(shí)，下一個(gè)步就被“激活”。手動(dòng)方式，和自動(dòng)方式不一樣，當(dāng)轉(zhuǎn)移條件滿(mǎn)足時(shí)不會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)到下一步。選擇那一個(gè)步是由手動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。步進(jìn)方式，步進(jìn)方式有一點(diǎn)類(lèi)似于自動(dòng)方式，但是需要有一個(gè)附加的“步使能”條件，不僅步的轉(zhuǎn)移條件需要滿(mǎn)足，而且在FBI參數(shù)的T_PUSH輸入端，附加一個(gè)上升沿信號(hào)（“步使能”條件），控制過(guò)程才能轉(zhuǎn)移到下一個(gè)步。5/6/202367第六十七頁(yè)，共九十五頁(yè)。按標(biāo)準(zhǔn)工作方式調(diào)用FB1時(shí)的參數(shù)自動(dòng)或單步方式，選擇這種方式時(shí)，只要“步轉(zhuǎn)移條件”或“步使能條件”（在FBI參數(shù)的T_PUSH輸入端，附加一個(gè)上升沿信號(hào)）兩個(gè)條件中有一個(gè)條件滿(mǎn)足，控制過(guò)程就會(huì)轉(zhuǎn)移到下一步。在標(biāo)準(zhǔn)工作方式下的4種方式的選擇，是通過(guò)FB1的以下參數(shù)實(shí)現(xiàn)的：SW_AUTO（選擇自動(dòng)方式）SW_MAN（選擇手動(dòng)方式）SW_TAP（選擇步進(jìn)方式）SW_TOP（選擇自動(dòng)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(hào)，就能選中相應(yīng)的工作方式。

5/6/202368第六十八頁(yè)，共九十五頁(yè)。按最大工作方式調(diào)用FB1時(shí)的參數(shù)最大工作方式，在這種工作方式下，F(xiàn)B1具有全部參數(shù)見(jiàn)右圖。5/6/202369第六十九頁(yè)，共九十五頁(yè)。按最大工作方式調(diào)用FB1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(dòng)、手動(dòng)、步進(jìn)和自動(dòng)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。在調(diào)試過(guò)程中西門(mén)子公司還提供一種“S7-PLCSIM仿真軟件”的工具，在STEP7軟件中安裝這一仿真軟件后，不必將程序下載到PLC的實(shí)際硬件中，而只要下載到仿真軟件中，就可以對(duì)順序控制器進(jìn)行調(diào)試了，這是一個(gè)非常有用的工具。

5/6/202370第七十頁(yè)，共九十五頁(yè)。按最大工作方式調(diào)用FB1時(shí)的參數(shù)5/6/202371第七十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。按最大工作方式調(diào)用FB1時(shí)的參數(shù)圖4.28是使用“S7-PLCSIM仿真軟件”對(duì)順序控制器進(jìn)行調(diào)試的畫(huà)面，圖的底部是仿真器部分，它有CPU、強(qiáng)制輸入的輸入場(chǎng)（圖上是IB0：即I0.0-I0.7），輸出場(chǎng)（圖上是QB0：即Q0.0-Q0.7）和位存儲(chǔ)器場(chǎng)（圖上是MB0：即M0.0-M0.7）。從圖上可以看到CPU處在RUN-P狀態(tài)，綠色指示燈RUN常亮，說(shuō)明仿真器的CPU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)仿真器上方的綠色字條Automatic閃亮，從順序控制器上監(jiān)控到的是S2步（綠色高亮），S2步的步作用是S“Clamp_workp”（工件氣缸夾緊），從仿真

5/6/202372第七十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。按最大工作方式調(diào)用FB1時(shí)的參數(shù)器的輸出場(chǎng)，能看到Q0.4有輸出。從順序控制器上監(jiān)控到的轉(zhuǎn)移是T2，轉(zhuǎn)移條件是“Cl_press_ok”（工件夾緊壓力到達(dá)時(shí)的反饋信號(hào)），如果我們?cè)诜抡嫫鞯妮斎雸?chǎng)強(qiáng)制I0.4有輸入，這時(shí)順序控制器就會(huì)轉(zhuǎn)移到下一步S3。通過(guò)仿真器對(duì)順序控制器進(jìn)行調(diào)試是非常有效的，這樣在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)就能完成現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的大部分工作，可以節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試費(fèi)用，縮短現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試時(shí)間。通過(guò)上面的例子，我們介紹了SFC編程語(yǔ)言的實(shí)際應(yīng)用，SFC是61131－3標(biāo)準(zhǔn)中的一種，現(xiàn)在很多PLC的制造商，都開(kāi)發(fā)和提供SFC的編程語(yǔ)言工具。5/6/202373第七十三頁(yè)，共九十五頁(yè)。PLC和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在長(zhǎng)江三峽大壩泄洪工程中的應(yīng)用5/6/202374第七十四頁(yè)，共九十五頁(yè)。PLC和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在長(zhǎng)江三峽大壩泄洪工程中的應(yīng)用三峽工程主要由大壩，水電站，通航建筑物等三大部分組成。泄洪壩段位于大壩中部，水電站廠(chǎng)房位于泄洪壩段兩側(cè)。永久通航建筑物均布置于左岸(面對(duì)長(zhǎng)江下游，左邊為左岸)。大壩為混凝土重力壩，壩頂全長(zhǎng)約2309米，壩頂高程185米。水電站分設(shè)左岸和右岸兩組廠(chǎng)房，分別安裝14臺(tái)和12臺(tái)700兆瓦水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為1820萬(wàn)千瓦，年平均發(fā)電量846.8億度。泄洪壩段有47座泄洪閘門(mén)。5/6/202375第七十五頁(yè)，共九十五頁(yè)。PLC和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在長(zhǎng)江三峽大壩泄洪工程中的應(yīng)用泄洪壩段位于大壩中部(長(zhǎng)483米)，在泄洪壩段底部，均勻分布有22孔導(dǎo)流底孔弧形門(mén)（參看文后的名詞解釋?zhuān)?，底坎高度?6米或57米，弧門(mén)寬度為6米，高度為8.5米，22孔弧門(mén)分別由22臺(tái)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)啟閉（參看文后的名詞解釋?zhuān)＿@22臺(tái)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)分別由6個(gè)液壓站驅(qū)動(dòng)（參看文后的名詞解釋?zhuān)?，其?號(hào)站和6號(hào)站各帶3臺(tái)啟閉機(jī)，2號(hào)站至5號(hào)站各帶4臺(tái)啟閉機(jī)。5/6/202376第七十六頁(yè)，共九十五頁(yè)。長(zhǎng)江三峽大壩泄洪工程工程組成

在導(dǎo)流底孔上部均勻分布（中軸線(xiàn)與底孔中軸線(xiàn)錯(cuò)開(kāi)）23孔泄洪深孔，深孔底坎高度為90米，弧門(mén)寬7米，高9米，23臺(tái)深孔弧門(mén)分別由23臺(tái)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)啟閉。這23臺(tái)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)分別由6個(gè)液壓站驅(qū)動(dòng)，其中1號(hào)站帶3臺(tái)啟閉機(jī)，2號(hào)至6號(hào)站各帶4臺(tái)啟閉機(jī)。在泄洪壩段上部有左、右排漂孔弧形門(mén)，弧門(mén)寬10米，高12米，左門(mén)在左導(dǎo)墻壩段，右門(mén)在右縱向圍堰壩段，每個(gè)弧門(mén)采用雙吊點(diǎn)由2臺(tái)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)雙缸同步提升。排漂孔有兩個(gè)液壓站，每站驅(qū)動(dòng)一扇弧門(mén)。5/6/202377第七十七頁(yè)，共九十五頁(yè)。長(zhǎng)江三峽大壩泄洪工程工程組成

用于三峽泄洪壩段的49臺(tái)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)，個(gè)個(gè)都是龐然大物，其高度相當(dāng)于一棟8層樓房那么高，啟閉機(jī)油缸的外徑要兩個(gè)大人合抱才能抱住，它能產(chǎn)生400噸的啟門(mén)力，可以想像，要控制這49臺(tái)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)，是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的工程項(xiàng)目。世界上泄水閘門(mén)主要有平板門(mén)與弧形門(mén)兩種金屬結(jié)構(gòu)，三峽泄洪壩段的47座閘門(mén)全部采用弧形門(mén)結(jié)構(gòu)。從設(shè)計(jì)制造和閘門(mén)的安裝考慮，弧形門(mén)要比平板門(mén)復(fù)雜得多，但弧形門(mén)更適合于動(dòng)水啟閉閘門(mén)。5/6/202378第七十八頁(yè)，共九十五頁(yè)。長(zhǎng)江三峽大壩泄洪工程工程組成

三峽工程中的導(dǎo)流底孔和泄洪深孔，底坎高度為56米(或57米)和90米，在二期工程結(jié)束后，三期工程竣工之前，導(dǎo)流底孔是主要的泄洪手段，特別是二期工程的最后階段，要對(duì)右岸的導(dǎo)流明渠截流(真正的大江截流)和修建右岸上，下游圍堰，這時(shí)導(dǎo)流底孔將全部打開(kāi)，分流，降低截流時(shí)導(dǎo)流明渠的流量，在三期工程建設(shè)期間，水庫(kù)的正常蓄水位達(dá)到135米，這時(shí)導(dǎo)流底孔弧門(mén)上的水壓有8公斤/cm2(將近80米高的水柱)，弧門(mén)上承受的最大正壓力將近4800噸，這樣大的水壓力采用平板門(mén)動(dòng)水啟、閉是非常困難的，而且啟、閉門(mén)時(shí)的水動(dòng)力情況非常復(fù)雜，因此，在三峽泄洪壩段的底孔和深孔，全部采用當(dāng)前世界上比較先進(jìn)的弧型門(mén)結(jié)構(gòu)。5/6/202379第七十九頁(yè)，共九十五頁(yè)。長(zhǎng)江三峽大壩泄洪工程工程組成

此外，底孔弧門(mén)要求有3500仟牛（350噸）的啟門(mén)力，深孔和排漂孔弧門(mén)的啟門(mén)力各為4000仟牛，底孔和深孔弧門(mén)還要求有1000仟牛的閉門(mén)力。這些要求只有用液壓?jiǎn)㈤]機(jī)才能實(shí)現(xiàn)，用傳統(tǒng)的卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)是無(wú)法產(chǎn)生閉門(mén)力的。5/6/202380第八十頁(yè)，共九十五頁(yè)。長(zhǎng)江三峽大壩泄洪工程工程組成

此外，底孔弧門(mén)要求有3500仟牛（350噸）的啟門(mén)力，深孔和排漂孔弧門(mén)的啟門(mén)力各為4000仟牛，底孔和深孔弧門(mén)還要求有1000仟牛的閉門(mén)力。這些要求只有用液壓?jiǎn)㈤]機(jī)才能實(shí)現(xiàn)，用傳統(tǒng)的卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)是無(wú)法產(chǎn)生閉門(mén)力的。采用液壓?jiǎn)㈤]機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)，一是便于控制，二是控制安全、工作平穩(wěn)、反應(yīng)速度快，三是結(jié)構(gòu)緊湊，四是效率高。由于液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的這些優(yōu)點(diǎn)，因此，三峽工程泄洪壩段的47座弧門(mén)以及發(fā)電機(jī)進(jìn)水口的14座快速門(mén)和三個(gè)排砂孔，全部采用先進(jìn)的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)方案。5/6/202381第八十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。長(zhǎng)江三峽大壩泄洪工程工程組成

在電氣控制系統(tǒng)上，三峽泄洪工程更是采用了當(dāng)今世界上的很多新技術(shù)，例如，采用高度可靠的可編程序控制器(PLC)系統(tǒng)和最新發(fā)展的工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的控制方案以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。泄洪壩段的47座泄洪閘門(mén)的控制系統(tǒng)，全部采用德國(guó)西門(mén)子公司的S7-400PLC進(jìn)行控制，一共有14個(gè)S7-400PLC的本地站（分別布置在14個(gè)液壓泵房?jī)?nèi)）和45個(gè)ET-200M遠(yuǎn)程站（分別布置在45個(gè)啟閉機(jī)房?jī)?nèi)），構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。其中6個(gè)是導(dǎo)流底孔本地站，每站帶3臺(tái)或4個(gè)遠(yuǎn)程站；6個(gè)是泄洪深孔本地站，每站帶3個(gè)或4個(gè)遠(yuǎn)程站；另外2臺(tái)是排漂孔本地站，不帶遠(yuǎn)程站。發(fā)電廠(chǎng)進(jìn)水口快速門(mén)和排砂孔也全部配置S7-400PLC，共17個(gè)PLC站。下圖為泄洪深孔的一個(gè)本地站(現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)主站)帶4個(gè)遠(yuǎn)程站（現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)從站）的系統(tǒng)配置圖（圖7.3.1）。5/6/202382第八十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。6個(gè)泄洪深孔電氣控制站中一個(gè)控制站的