西门子PCS7第三讲,共三讲

目的要求：了解PCS7的软件结构及编程技术，SFC编程、CFC编程，WinCC组态技术。重点：了解PCS7的软件结构及编程技术难点：无。课时：2,西门子PCS7第三讲,主要内容：PCS7软件结构PCS7SFC编程概述PCS7CFC编程概述PCS7WinCC组态技术教材参考章节：补充,西门子PCS7第三讲,S7PLC的程序结构,程序块结构OB块与程序调用S7PLC的运行周期FB块与FC块,程序块结构,SIEMENSS7PLC的程序由不同的程序块构成：OB：组织块FB：功能块FC：功能DB：数据块S7PLC的编程主要是对不同的功能块的编程；整个程序经程序块的相互调用实现。,程序块分类,OB组织块,OB组织块的作用：操作系统和用户程序之间的一个接口控制循环和中断程序的执行控制CPU如何启动处理错误响应，通过编程指定CPU对错误反应OB块的分类：循环扫描、故障中断、事件处理等OB块具有优先级,OB组织块分类（1）,OB组织块分类（2）,OB1主扫描,块的调用,FB和FC块,将程序按照功能分割成不同的程序块；将常用的功能编写成FC或FB块；在OB块或其他FC和FB块中调用；可以简化编程，减少重复代码；FC和FB的区别：背景数据块；FC常用于简单的需要多次重复使用的程序，FB常用于较复杂的算法程序；可以将相对独立的程序部分写入一个FC块，方便系统维护和故障诊断；SFB和SFC是S7PLC集成的程序块。,FB和FC块的调用,SIEMENSPLC存储空间,程序存储区：装载存储区：静态保存程序，断电保持；工作存储区：PLC运行时程序被复制到工作存储区中执行，断电不保持；数据存储区：输入和输出：独立编址的存储空间；过程映象区：输入和输出的缓存；定时器和计数器：系统资源，独立存储空间；位存储区：过程数据，可以在程序中直接访问；堆栈区：存储过程数据。,SIEMENSPLC存储空间图,存储空间与存储单元,存储空间由顺序排列的存储单元构成；用“地址”来表示存储单元的位置和长度；存储单元的最小单位是位，地址表示的基本单位是字节。地址表示分为三部分：存储区名：M,I,Q,PI,PQ数据长度：B,W,D存储地址：20,27.4,地址表示示例,SIEMENSPLC地址表示,数据类型,PLC中的数据表示单位是字节（Byte）最小数据单位是位（Bit）数据的二进制、十进制、十六进制表示通过采用不同的字长可以表示各种数据类型基本数据类型包含了编程中常用的数据类型复合数据类型可以实现复杂的数据结构，在做复杂运算时可以简化编程。,S7基本数据类型,复合数据类型,DATE_AND_TIME（日期和时间）STRING（字符串）ARRAY（数组）STRUCT（结构）UDT（用户定义的数据类型）FB,SFB（用于多重背景）,PCS7的编程方法,PCS7的构成标准编程语言结构化编程SCL图形化编程CFC和SFCPCS7的编程方法,PCS7的构成,IEC61131-3标准组态工具,操作员站组态工具,程序及控件库,结构化编程语言,过程设备管理器,图形化编程语言,标准编程语言,STL：语句表近似汇编语言，功能强大；缺乏直观，易读性差。LAD：梯形逻辑图直观易读FBD：功能块图直观易读编程较复杂，对于复杂的算法和功能编程困难。,结构化编程SCL,结构化编程语言以Pascal为基础的语法格式可以实现在LAD中无法实现的算法可以充分利用PCS7中丰富的功能块库适用于编写复杂的函数和运算模块是图形化编程语言CFC和SFC的基础,几种编程语言的对比,LAD,FBD,STL,SCL,图形化编程CFC,连续功能图，适用于组态控制回路；图形化的编程界面；只需连接管脚，不必关心程序运行的细节；调用PCS7内容丰富的程序库中的功能块；可以编写专用的功能块。,图形化编程SFC,顺序功能图，适于编写顺序控制功能；图形化的编程界面；可以通过SFC可视化从WinCC中读取顺序执行情况。,PCS7的编程方法,用LAD、FBD、STL等直接编写功能块，实现一些简单、固定的功能；用STL和SCL编写源代码，经过编译生成功能块，实现较复杂的运算功能；在CFC图中调用库中的功能块或调用按照上述生成的功能块，组建面向应用的程序；在SFC图中组建顺序控制程序；在编译过程中，先将CFC和SFC图转换成SCL源代码，之后再编译生成一系列的功能块；所有的功能块构成了PCS7程序的可执行代码。,PCS7程序结构,Charts图形程序（CFCSFC）Sources源代码（SCLSTL）Blocks程序块（LADFBDSTL）,PCS7程序结构,采用图形化的编程语言CFC和SFC可以不必关心程序块之间的调用关系；程序块OB、FB、FC、DB等是PCS7程序的最终执行代码；程序块之间的调用关系由CFC图中的连线确定；程序的运行顺序在CFC图中确定；PCS7的程序结构与CFC图中的组态相一致。,PCS7的SFC编程概述,SFC的基本概念创建SFCSFC的结构SFC条件和动作SFC运行模式SFC的步间模式SFC的属性SFC外部显示方式SFC的操作状态逻辑,创建SFC,在“SIMATICManager”的“componentview”模式下chart里或在“plantview”的hierarchyfolder插入SFC图(“InsertS7SoftwareSFC”or“InsertTechnologicalObjectsSFC”).并为SFC图按系统要求命名,如SFC(1).双击该图,即可对SFC进行编程,创建SFC(SFC编程环境),结构选择,SFC的结构,SFC的动作,动作名,最短运行时间,最长运行时间,是否需要确认,注释,上传到OS上的注释,初始化,过程处理,结束,SFC的条件,条件名,具体条件,条件注释(OS),注释,PCS7的CFC编程.CFC简介,CFC是连续控制图，为英文单词ContinuousFunctionChart的缩写。CFC是基于图形用户界面的编辑器，它通过给预先编辑好的块指定参数或者建立连接，从而实现创建CPU程序结构。,PCS7的CFC编程.环境,PCS7的CFC编程.技术块,驱动技术块：AI、AO、DI、DO控制技术块：PID控制、电机运行控制等转换技术块：浮点数转双字等数学运算技术块：四则运算、均值等操作技术块：OS控制一个模拟量或开关量输出等信息技术块：信号变化产生组态好的信息等,PCS7的CFC编程.实例,任务：液体原料储存在两个原料罐中，控制泵将原料送到两个反应釜中。管道及仪表流程图：,PCS7的CFC编程.实例,仪表流程图说明：LI111（液位指示）：原料罐中当前液位测量NK111和NK112（用户指定的阀门标识符）：节流阀，在注入原料时必须打开NP111（用户指定的马达标识符）：泵，将原料送入反应釜NK113和NK114（用户指定的阀门标识符）：阀门，打开时（某一时间只能开启一个）泵将原料送到反映釜1或反映釜2FC111（流量控制）：执行器，控制原料数量,PCS7的CFC编程.实例,在符号表中创建符号在相应的层级下插入以下CFC块CFC_STEP:分配设定值CFC_FC111:控制剂量和速度CFC_LI111:控制和模拟液位CFC_NP111:电机控制CFC_NK111到114：阀门控制,PCS7的CFC编程.实例,打开CFC_STEP，添加两个OP_A_LIM和一个OP_DOP_A_LIM(1):设定剂量OP_A_LIM(2):设定剂量速度OP_D:定义用泵将原料送到哪个反应釜中OP_A_LIM(1):更改其中U为50.0OP_A_LIM(2):更改其中U为1000.0U_HL为10000.0OP_D：I0为off,PCS7的CFC编程.实例,PCS7的CFC编程.实例,打开CFC_FC111，添加以下块CH_AI：模拟量输入值的信号处理INT_P:剂量的模拟DOSE:原料的剂量投配MUL_R：将输入数值相乘，并将乘积在输出端输出CTRL_PID：注入液位的监控和过程模式下液位的显示CH_AO：模拟量输出值的信号处理,PCS7的CFC编程.实例,PCS7的CFC编程.实例,PCS7的CFC编程.实例,打开CFC_LI111，添加以下块CH_AI：用于读取输入模块的过程值，并使它在CFC中能读到以作进一步处理INT_P:模拟原料罐中液位MEAS_MON:注入液位的监控和过程模式下液位的显示,PCS7的CFC编程.实例,PCS7的CFC编程.实例,PCS7的CFC编程.实例,打开CFC_NP111，添加以下块CH_DI：开关量输入信号处理MOTOR:控制电机运行,PCS7的CFC编程.实