基于Siemens-S7-FIFO功能的得实现

基于Siemens S7-300/400 PLC的FIFO功能实现 摘要：本文详细介绍了基于西门子S7-300/400 PLC中的FIFO功能，并利用西门子S7系列PLC编程软件Simatic STEP7开发实现多字节的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.关键词 西门子 S7-300/400 PLC ；FIFO ；Simatic STEP7Keywords：Siemens S7-300/400 PLC ；FIFO ；Simatic STEP7主要内容：1、 前言，提出为什么要介绍Siemens PLC中的FIFO功能2、 首先介绍Siemens 公司提供的专用功能块，FC84与FC85，并分别举例3、 说明在设备间数据通讯，多余1个字节的数据需要同时进行FIFO Buffer，然后在下一工序中弹出来。介绍多字节FIFO功能的实现4、 Siemens PLC编程开发软件Simatic STEP7的介绍，编程开发同时20字节FIFO的程序，相关数据块结构的说明，在程序中的调用FIFO功能块。此外可以通过Simatic Simulation 进行模拟确认。5、 总结。 一、前言FIFO功能即First Input First Output先进先出，在很多情况下要用到此功能。以前此技术主要在计算机高级语言开发和数据结构设计中应用，但随着PLC技术的日益突飞猛进，需要通过PLC进行数据传送、缓存存储的事件越来越多，尤其是在数据缓存过程中，对FIFO功能使用场合越来越多。西门子S7-300/400 PLC是德国西门子公司的中型、大型PLC，也是当今世界上工控行业的主流产品。在Siemens S7系列PLC开发软件Simatic STEP7工具中，Siemens公司提供了两个专用功能FC84 ATT和FC85 FIFO，通过这两个FC功能完成对FIFO功能数据的写入和导出，但是每次只能允许一字，也就两字节长的数据。为了实现每次多字节的FIFO功能，需要用户自己开发相应的功能块FB来实现，在本文中就介绍了实现每次20字节FIFO功能FB200功能块的代码，以及实际应用举例。二、Siemens FC84 ATT和FC85 FIFO功能的介绍1、 FC84 ATT1.1、 FC 84 ATT功能和构成介绍FC 84 ATT是实现增加数据到FIFO功能的数据存储区中，通过每次执行此指令实现把一字的数据增加到FIFO功能数据存储区中，FIFO功能存储区中以字为单位，具体组成如下：l 存储区表中第一字为FIFO存储区允许的最大数据存储个数，即最多可以存储多少个字的数据。l 存储区表中第二字为FIFO存储区当前已经存储数据的个数，即已经存储了多少个字的数据。l 存储区表中从第三字开始为FIFO存储区实际存储的数据。1.2、 FC 84 ATT功能参数说明通过Simatic STEP7进行程序开发时，调用FC84 ATT功能，出现如下图： 从图21中可以看到，FC84 ATT共有四个参数，分别为EN、DATA、TABLE和ENO，在四门子资料中对其描述如下表2-1：参数声明数据类型内存区域功能描述EN输入布尔I、Q、M、D、L使能激活信号ENO输出布尔I、Q、M、D、L使能输出DATA输入WordI、Q、M、D、L、P静态存储区域要增加到FIFO的数据TABLE输入指针I、Q、M、D、FIFO区域指针 表2-1 1.3、举例说明如果信号M100.0的状态为1（即被激活），FC84 ATT功能被执行。在下面的例子中，增加的数据写到FIFO表中的第五行，FIFO的容量也就是FIFO表中第二行由4变为5。如果FC84 ATT被执行而且没有错误发生，那么使能输出ENO置为1，具体如下：2、FC85 FIFO2.1 、FC 85 FIFO功能和构成介绍FC85 FIFO是完成把FIFO表中的数据按照先进先出原则，依次读出，以供使用，与FC84 ATT配合使用，完成FIFO的写进与读出功能。通过每次执行此指令实现把一个字的数据从FIFO功能数据存储区中读出，FIFO功能存储区中以字为单位，具体组成如下：l 存储区表中第一字为FIFO存储区允许的最大数据存储个数，即最多可以存储多少个字的数据。l 存储区表中第二字为FIFO存储区当前已经存储数据的个数，即已经存储了多少个字的数据。l 存储区表中从第三字开始为FIFO存储区实际存储的数据，也是FIFO指针所指向的数据。2.2、FC 85 FIFO功能参数说明通过Simatic STEP7进行程序开发时，调用FC85 FIFO功能，出现如下图： 图2-2从图21中可以看到，FC85FIFO共有四个参数，分别为EN、ENO、TABLE和RET_VAL，在西门子资料中对其描述如下表2-2：参数声明数据类型内存区域功能描述EN输入布尔I、Q、M、D、L使能激活信号ENO输出布尔I、Q、M、D、L使能输出TABLE输入指针I、Q、M、D、FIFO区域指针RET_VAL输出字I、Q、M、D、L、P读出的数据 表2-22.3、举例说明如果信号M100.0的状态为1（即被激活），FC85 FIFO功能被执行。在下面的例子中，从FIFO存储区域中读出的数据写到RET_VAL指定的地址中，FIFO的容量也就是FIFO表中第二行由5变为4。同时整个FIFO中存储的数据依次向上移动一行。如果FC85 FIFO被执行而且没有错误发生，那么使能输出ENO被置为1。三、多字节FIFO功能的实现1、 从前面FC84 ATT和FC85 FIFO的说明中可以看出，虽然Siemens提供了针对S7系列PLC的FIFO功能模块，但是其只能每次写入或读出一个字节的数据，而实际上在很多情况下，每次均是一组数据需要运用FIFO功能来暂时存储起来，那么在这种情形下就不能采用Siemens提供的标准功能FC84和FC85了，需要自己开发一可以实现多字节读出写入功能的FIFO指令。2、 Siemens Simatic STEP7介绍Siemens Simatic S7 300/400系列PLC是Siemens公司主推的中、大型产品，也是当今世界上的主流产品。针对这两个系列PLC开发软件工件为Simatic STEP7，此软件有多个版本，目前已经发展到V5.4，采用次软件可以实现开发、监控等功能。3、 多字节FIFO的实现打开Simatic STEP7软件，新建一FB块，如FB200 DB200，然后进入FB100进行编程，本文中以20字节为例，介绍如何开发实现FIFO功能具体见如下画面： 图3-1源代码如下：FUNCTION_BLOCK FB 100TITLE =/此功能块用了完成20字节的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字节的数据从FIFO存储区域中读出 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、 在程序中的调用上面已经完成了FB100 FIFO功能块的编程开发，下面就是直接调用，设置相关参数就可以使用此功能了，举例如下：新建FIFO数据源数据库DB200，结构为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