PCS7系統(tǒng)自定義功能塊編程（內(nèi)部工程師培訓(xùn)）

SIMATICPCS7標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)自定義功能塊2024/1/23內(nèi)容FB和FC塊的結(jié)構(gòu)LAD編程語言設(shè)計自定義功能塊FC設(shè)計實例FB設(shè)計實例SCL編程簡介2024/1/232SciampleTraining---SIMATICPCS7FB和FC塊的結(jié)構(gòu)引腳變量聲明程序體塊屬性FB的背景數(shù)據(jù)塊2024/1/233SciampleTraining---SIMATICPCS7塊的引腳FB和FC塊是實現(xiàn)一定功能的程序塊，例如：量程轉(zhuǎn)換、PID控制器、信號濾波等；FB和FC將程序分解成相對獨立的部分；在FB和FC內(nèi)部避免使用直接地址，而是通過塊的引腳與調(diào)用程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交換，可以防止讀取到無效數(shù)據(jù)；設(shè)計良好的塊可以被多次調(diào)用，只需改變引腳連接，可節(jié)約編程工作量。2024/1/234SciampleTraining---SIMATICPCS7塊的三種引腳輸入端（IN）：變量輸入，只讀；輸出端（OUT）：結(jié)果輸出，避免讀取輸出端；輸入輸出端（IN_OUT）：用于需要回寫的變量，例如需要自復(fù)位的按鈕。2024/1/235SciampleTraining---SIMATICPCS7變量聲明FB和FC塊中所有用到的變量必須先聲明；變量聲明中包括對引腳的聲明；FB和FC塊中的變量聲明類型：IN，OUT，IN_OUT塊的引腳；TEMP臨時變量，用于程序的中間數(shù)據(jù)存儲；STAT靜態(tài)變量，在FB中用于保存重要數(shù)據(jù)，F(xiàn)C沒有靜態(tài)變量。塊中的變量可以采用所有PCS7支持的基本和復(fù)合數(shù)據(jù)類型，但是塊的引腳在連接時必須滿足兩端數(shù)據(jù)類型一致。2024/1/236SciampleTraining---SIMATICPCS7塊屬性FB和FC塊包含以下屬性：NAME：塊名稱VERSION：版本號FAMILY：塊分類AUTHOR：作者S7_TASKLIST：調(diào)用塊的執(zhí)行順序S7_m_c：塊是否需要與WinCC變量連接可以在編寫自定義功能塊時設(shè)置屬性。2024/1/237SciampleTraining---SIMATICPCS7FB的背景數(shù)據(jù)塊FC和FB的區(qū)別：FC塊沒有背景數(shù)據(jù)塊；背景數(shù)據(jù)塊與變量聲明中確定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一致；背景數(shù)據(jù)塊中不包含臨時變量；用于保存每個周期的變量數(shù)值，可以在其他程序中訪問背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)；FC塊的引腳不能空置，不能賦初值；FB塊的引腳可以不連，保持其默認(rèn)的初始值；FC常用于一些簡單的邏輯運算和不需數(shù)據(jù)存儲的功能，也用于調(diào)用其他FB和FC塊實現(xiàn)程序的結(jié)構(gòu)化；FB更適合于編寫復(fù)雜的運算功能。2024/1/238SciampleTraining---SIMATICPCS7程序體FB和FC塊的程序可以采用多種編程語言編寫；LAD、FBD：適于編寫較簡單的功能，程序直觀易懂；STL：適于編寫貼近內(nèi)核的程序，功能強大，但程序晦澀難懂；SCL：適于編寫復(fù)雜的運算功能，功能強大，接近高級語言，程序易懂。2024/1/239SciampleTraining---SIMATICPCS7LAD編程語言位邏輯指令比較指令MOVE與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令整數(shù)運算指令浮點數(shù)運算指令字邏輯運算指令計數(shù)器指令定時器指令2024/1/2310SciampleTraining---SIMATICPCS7常開觸點常閉觸點取反輸出線圈置位線圈復(fù)位線圈檢測下降沿檢測上升沿復(fù)位－置位觸發(fā)器置位－復(fù)位觸發(fā)器檢測變量上升沿檢測變量下降沿位邏輯指令2024/1/2311SciampleTraining---SIMATICPCS7三種數(shù)據(jù)類型CMP?I整數(shù)比較CMP?D長整數(shù)比較CMP?R實數(shù)比較六種比較條件==IN1等于IN2<>IN1不等于IN2>IN1大于IN2<IN1小于IN2>=IN1大于等于IN2<=IN1小于等于IN2比較指令2024/1/2312SciampleTraining---SIMATICPCS7MOVE指令可實現(xiàn)簡單的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能IN：I，Q，M，D，常數(shù)OUT：I，Q，M，D2024/1/2313SciampleTraining---SIMATICPCS7BCD_IBCD碼轉(zhuǎn)換為整型I_BCD整型數(shù)轉(zhuǎn)換為BCD碼BCD_DIBCD碼轉(zhuǎn)換為長整型DI_BCD長整型數(shù)轉(zhuǎn)換為BCD碼I_DINT整形數(shù)轉(zhuǎn)換為長整型DI_REAL長整型數(shù)轉(zhuǎn)換為實型數(shù)INV_I整型數(shù)的二進(jìn)制反碼（按位取反）INV_DI長整型數(shù)的二進(jìn)制反碼（按位取反）NEG_I整型數(shù)的2的補碼（加負(fù)號）NEG_DI長整型數(shù)的2的補碼（加負(fù)號）NEG_R實型數(shù)的相反數(shù)（加負(fù)號）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令2024/1/2314SciampleTraining---SIMATICPCS7ADD_I整型數(shù)加法SUB_I整型數(shù)減法MUL_I整型數(shù)乘法DIV_I整型數(shù)除法ADD_DI長整型數(shù)加法SUB_DI長整型數(shù)減法MUL_DI長整型數(shù)乘法DIV_DI長整型數(shù)除法MOD_DI長整型數(shù)取模運算（求余數(shù)）整數(shù)運算指令2024/1/2315SciampleTraining---SIMATICPCS7ADD_R實型數(shù)加法SUB_R實型數(shù)減法MUL_R實型數(shù)乘法DIV_R實型數(shù)除法浮點數(shù)運算指令2024/1/2316SciampleTraining---SIMATICPCS7WAND_W字“與”WOR_W字“或”WXOR_W字“異或”WAND_DW雙字“與”WOR_DW雙字“或”WXOR_DW雙字“異或”字邏輯運算指令2024/1/2317SciampleTraining---SIMATICPCS7S_CUD向上－向下計數(shù)器S_CD向下計數(shù)器S_CU向上計數(shù)器計數(shù)器指令2024/1/2318SciampleTraining---SIMATICPCS7S_PULSE---(SP)脈沖定時器S_PEXT---(SE)擴(kuò)展脈沖定時器S_ODT---(SD)延時接通定時器S_ODTS---(SS)帶保持延時接通定時器S_OFFDT---(SF)延時斷開定時器定時器指令2024/1/2319SciampleTraining---SIMATICPCS7S_PULSE脈沖定時器2024/1/2320SciampleTraining---SIMATICPCS7S_PEXT擴(kuò)展脈沖定時器2024/1/2321SciampleTraining---SIMATICPCS7S_ODT延時開啟定時器2024/1/2322SciampleTraining---SIMATICPCS7S_ODTS帶保持延時開啟定時器2024/1/2323SciampleTraining---SIMATICPCS7S_OFF延時斷開計時器2024/1/2324SciampleTraining---SIMATICPCS7設(shè)計自定義功能塊分解程序功能選擇FC和FB塊設(shè)計引腳和變量結(jié)構(gòu)2024/1/2325SciampleTraining---SIMATICPCS7分解程序功能可以按照以下原則對程序進(jìn)行功能分解：按照實現(xiàn)的功能劃分：如電機起停邏輯、閥門控制器等；按照控制的設(shè)備劃分：如除氧器、加壓泵等；按照控制回路劃分：如汽包水位控制器、主管壓力控制器等；按照算法單元劃分：如量程轉(zhuǎn)換，浮點運算等；2024/1/2326SciampleTraining---SIMATICPCS7選擇FC和FB塊選擇合理的程序塊劃分原則；盡量將實現(xiàn)功能所需的數(shù)據(jù)包含到功能塊中；需要大量中間數(shù)據(jù)的功能塊應(yīng)選擇FB，如：計算浮點數(shù)多項式；需要讀取多個掃描周期數(shù)據(jù)的功能塊采用FB，例如：PID控制器；不需數(shù)據(jù)存儲或只需臨時數(shù)據(jù)存儲的功能塊可采用FC實現(xiàn)，例如：量程轉(zhuǎn)換等。2024/1/2327SciampleTraining---SIMATICPCS7設(shè)計引腳和變量結(jié)構(gòu)將需要在調(diào)用時變化的數(shù)據(jù)設(shè)計成塊的引腳；合理利用IN，IN_OUT，OUT三種引腳類型，優(yōu)先使用IN和OUT類型，避免不必要的麻煩；需要在多個周期中使用的變量應(yīng)為靜態(tài)變量；

只在單個周期使用或僅僅一個語句使用的變量應(yīng)為臨時變量；對FB塊中變量賦初值時應(yīng)考慮安全；臨時變量不能賦初值。2024/1/2328SciampleTraining---SIMATICPCS7FC設(shè)計實例量程轉(zhuǎn)換功能引腳變量聲明LAD實現(xiàn)量程轉(zhuǎn)換在OB1中調(diào)用2024/1/2329SciampleTraining---SIMATICPCS7量程轉(zhuǎn)換功能從模擬量輸入通道讀到的是一個沒有工程單位的數(shù)值，與輸入信號的對應(yīng)關(guān)系是：0Kp－－4mA－－012Kp－－20mA－－27648在程序中必須先對其做量程轉(zhuǎn)換，之后才能得到實際的測量信號；量程轉(zhuǎn)換是一個最常用的功能，但必須經(jīng)過多步運算才能實現(xiàn)，因而有必要將其編寫成功能塊。2024/1/2330SciampleTraining---SIMATICPCS7引腳將一個0到27648的數(shù)值轉(zhuǎn)換成從低量程（0Kp）到高量程（12Kp）之間的數(shù)值；為了確?？梢栽诔绦蛑卸啻握{(diào)用，需要將一些變量引出成為引腳；要轉(zhuǎn)換的數(shù)值應(yīng)該是一個輸入引腳；高低量程根據(jù)不同的信號可能不同，應(yīng)該設(shè)計成輸入引腳；量程轉(zhuǎn)換的結(jié)果應(yīng)該作為輸出引腳。2024/1/2331SciampleTraining---SIMATICPCS7變量聲明其他數(shù)據(jù)只是在運算過程中使用，可以定義成臨時變量。引腳的數(shù)據(jù)類型：輸入：SV:WORD;HLM:REAL;LLM:REAL;輸出：PV:REAL在量程轉(zhuǎn)換功能中沒有需要多個周期使用的數(shù)據(jù)，可以用FC實現(xiàn)。將自定義量程轉(zhuǎn)換功能定義成FC1。2024/1/2332SciampleTraining---SIMATICPCS7LAD實現(xiàn)量程轉(zhuǎn)換FC12024/1/2333SciampleTraining---SIMATICPCS7在OB1中調(diào)用FC1FC1的引腳不能空置連接變量的數(shù)據(jù)類型與聲明的類型一致2024/1/2334SciampleTraining---SIMATICPCS7FB設(shè)計實例信號濾波功能引腳變量聲明LAD實現(xiàn)信號濾波FB1在CFC中調(diào)用FB12024/1/2335SciampleTraining---SIMATICPCS7信號濾波功能為了消除模擬量信號的高頻噪聲，在信號讀入之后需要先經(jīng)過濾波器；根據(jù)要求不同可以選用多次濾波，如四次濾波；在濾波器中，將連續(xù)對同一個信號采樣，并將連續(xù)四次采樣的平均值作為當(dāng)前時刻的實際值輸出；濾波器可以用于各種模擬量信號，用功能塊實現(xiàn)可以節(jié)約編程量。2024/1/2336SciampleTraining---SIMATICPCS7引腳濾波器應(yīng)該是一個單輸入單輸出的系統(tǒng)，輸入端是一個任意的模擬量信號，輸出是經(jīng)過濾波之后的模擬量信號；2024/1/2337SciampleTraining---SIMATICPCS7變量聲明由于濾波算法中需要保存連續(xù)四次的采樣值，并作平均運算，因而需要使用FB來實現(xiàn)；可以將連續(xù)四次采樣值保存在一個實型數(shù)組中，并且必須將其聲明成靜態(tài)類型（STAT）；在FB中輸入輸出和靜態(tài)變量可以設(shè)置初值：輸入：SV：REAL；（初值為0.0）輸出：PV：REAL；（初值為0.0）靜態(tài)：BUF：ARRAY[1..4]OFREAL；（0.0）