SIMATIC-PCS7-标准培训8CFC编程课件

1、2022/8/20SIMATIC PCS7 标准培训CFC编程第1页，共66页。Sciample Training - SIMATIC PCS722022/8/20内 容CFC简介CFC编程环境CFC编程步骤CFC技术块CFC编程实例第2页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS73CFC 简介CFC是连续控制图，为英文单词Continuous Function Chart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。第3页，共66页。2022/8/20Sciample Tr

2、aining - SIMATIC PCS74CFC的编程环境（1）第4页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS75CFC的编程环境（2）打开CFC块，缺省只有一个级，可以通过添加达到26个级，分别以英文字母A-Z表示，在每个级中又分6页右边为库，包括西门子自身提供的和用户预先编写好的块，对于熟悉块名称的用户可以在右下角直接输入块名搜索到你需要使用的块第5页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS76CFC的编程环境（3）快捷键部分： 通过该上下选择，可以切换当前浏览的页面 切换到所有页面总

3、览模式 切换到具体某一页面浏览模式第6页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS77CFC的编程环境（4）快捷键部分： 运行顺序，确定程序结构第7页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS78CFC的编程环境（5）快捷键部分： 编译 下载 测试模式 CFC块交叉索引第8页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS79CFC的编程环境（6）快捷键部分： 定义CFC块的接口，用于实现在CFC中调用 另一个预先编好的CFC块实现步骤（1）创建一个C

4、FC块，定义好接口，用于在另外的CFC块中调用 （2）打开一个新的CFC块，从库的 Charts目录中选择预先编好的CFC块，拖到程序中即可第9页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS710CFC的编程环境（7）CFC编程步骤： 组态 编译 下载 测试（1）组态：从主数据库中把需要用到的块拖到相应的程序区域中，修改参数值，连接相应块的输入输出接口。 第10页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS711CFC的编程环境（8）（2）编译： 第11页，共66页。2022/8/20Sciampl

5、e Training - SIMATIC PCS712CFC的编程环境（9）Generate module drivers,生成模块驱动Update sampling time,系统可以在编译之前，检查并查找相关块所安装的OB，并在输入端“SAMPLE_T”（相当于块的采样时间）进行相应的输入Delete empty run-time groups，删除存在于S7程序中的空运行时间功能块组 第12页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS713CFC的编程环境（10）（3）下载，把用户组态的工程下载到相应的PLC中（4）测试选择菜单命令Deb

6、ugTest Mode,激活测试模式选择菜单命令DebugWatch On，所有在块属性中以测试模式激活的块I/O以黄色背景显示 第13页，共66页。Sciample Training - SIMATIC PCS7142022/8/20CFC技术块驱动技术块控制技术块转换技术块数学运算技术块操作技术块信息技术块第14页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7151、驱动技术块1（1）CH_AI：FC275实现功能：模拟量输入信号处理 MODE：CFC块编译时选择“产生模块驱动”，系统自动连接到MOD块VALUE：模拟量输入信号VHRANGE

7、、VLRANGE：定义模拟量输入信号的码值线性转换后的量程SIM_ON为真值时，输出由仿真值SIM_V给出SUBS_ON为真值时，输出由替换值SUBS_V给出 第15页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7161、驱动技术块2V：输出值QUALITY：质量代码，具体有以下几种形式 16#80 有效值 16#60 仿真值 16#44 上一个有效值 16#48 替换值 16#00 无效值第16页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7171、驱动技术块3（2）CH_AO：FC276实现功能

8、：模拟量输出信号处理 MODE：CFC块编译时选择“产生模块驱动”，系统自动连接到MOD块SIM_ON为真值时，输出VALUE由仿真值SIM_U给出；为假值时，由U给出UHRANGE、ULRANGE定义量程内的数转换回码值的量程第17页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7181、驱动技术块4（3）CH_DI：FC277 CH_DO：FC278实现功能：开关量输入输出信号处理 MODE：CFC块编译时选择“产生模块驱动”，系统自动连接到MOD块SIM_ON为真值时，由仿真值SIM_I给出到块输出；为假值时，分别由块输入VALUE、I给出到

9、块输出SUBS_ON为真值时，由替换值SUBS_I给出到块输出第18页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7192、控制技术块1（1）常规PID控制块 CTRL_PID：FB61 适用场合: 固定设定值控制 串级控制 比例控制 比值控制 第19页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7202、控制技术块2控制块本身可以实现的功能模式：手动、自动、跟踪判断过程值状态并且生成相应信息抑制扰动设定值跟踪输入值、设定值、输出值的设限死区比例、积分、微分根据需要激活 第20页，共66页。2022

10、/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7212、控制技术块3控制块工作原理： 第21页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7222、控制技术块4CTRL_PID技术块图解1第22页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7232、控制技术块5该图解释了SP值的产生1、2、图中U_HL、U_LL和SPEXTHLM、SPEXTLLM分别起到在不同情况下给出SP值的限幅作用第23页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMAT

11、IC PCS7242、控制技术块6CTRL_PID技术块图解2第24页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7252、控制技术块7CTRL_PID技术块图解3第25页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7262、控制技术块8以上两幅图解释了块输出LMN的产生从OS站可以更改块的运行模式（AUTO_ON_OP值1为自动，0为手动）在手动模式下，输出由MAN_OP决定（要求允许手动输入MAN_OP_EN为1，且MAN_OP在上下限MAN_HLM、 MAN_LLM之间）在自动模式下，输出通过

12、PID计算给出（其中PV_IN为反馈，GAIN为比例，TN为积分，TV为微分）第26页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7272、控制技术块9调节方向由比例系数正负值决定在跟踪模式下，LMN和LMN_TRK相连，以避免手自动切换产生异常波动，不利于生产工况。串级系统中，主回路输出LMN应连接到副回路输入SP_EXT；考虑到两个回路在断开和建立串级之间的切换产生波动，主回路跟踪输入LMN_TRK应连接到副回路的SP需要考虑内外部给出设定值SP之间的无扰动切换，由管角SP_TRK_ON决定第27页，共66页。2022/8/20Sciampl

13、e Training - SIMATIC PCS7282、控制技术块10（2）MEAS_MON：FB65实现功能：监控一个模拟量，含有上下限报警和警告U为监控的模拟量U_AH、U_AL为报警的上下限值，U_WH、U_WL为警告的上下限值；QH_ALM、QL_ALM、QH_WRN、QL_WRN分别对应上下限报警或警告的给出第28页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7292、控制技术块11（3）MOT_REV :FB67 实现功能：用于控制双向运转电机模式切换：从OS站对管角AUT_ON_OP进行修改，可以切换运行模式，1为自动，0为手动；

14、可以由QMAN_AUT验证在FW_OP_EN，RV_OP_EN，OFFOP_EN允许情况下（1为允许，0为禁止），决定正转、反转以及停止分别由FORW_ON、MOT_OFF和REV_ON决定；正转、反转或停止只能有一种成立，建议电气上也应实现互锁第29页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7302、控制技术块12模块提供可监视电机运行停止时间，在管角MONITOR为1的情况下，由TIME_ON和TIME_OFF可知道当前电机运行、停止的时间错误复位由管角RESET决定START_OFF决定CPU切换到运行时电机的状态；1为电机停止，0为保

15、持上一个运行状态第30页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7312、控制技术块13（4）MOT_SPED :FB68实现功能：用于控制单向运转，有快速和慢速运行之分的电机基本解释见MOT_REV SP1_ON， SP2_ON，MOT_OFF决定电机快速运行、慢速运行和停止；三个只能一个有效。第31页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7322、控制技术块14（5）MOTOR :FB66实现功能：用于控制电机，电机运行状态可选择监视模式切换：从OS站对管角AUT_ON_OP进行修改，

16、可以切换运行模式，1为自动，0为手动；可以由QMAN_AUT验证LOCK和LOCK_ON决定电机立即运行或停止，优先级最高，其中LOCK让电机立即停止，在LOCK为0时， LOCK_ON让电机立即运行FB_ON为电机反馈状态第32页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7332、控制技术块15（6）VALVE :FB73实现功能：用于控制阀的启停模式切换：从OS站对管角AUT_ON_OP进行修改，可以切换运行模式，1为自动，0为手动；可以由QMAN_AUT验证VL_OPEN和VL_CLOSE在V_LOCK为0的情况下决定阀的开或关，同时VL

17、_CLOSE锁定VL_OPEN，即二者都为1时阀关闭； V_LOCK为1时阀立即关闭第33页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7342、控制技术块16VALVE :FB73FB_CLOSE和FB_OPEN对应阀的开关反馈信号，对于单反馈或没有反馈的阀可以只连接一个管角或不连第34页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7352、控制技术块17（7）INTERLOCK :FB75 实现功能：开关量的逻辑运算输入信号最多为10个，分成两组I1_1.5, I2_1.5当NEG1_1.5和N

18、EG2_1.5中任意某一个为1时，相应的输入信号取反再进行逻辑运算当NEGRES_1或NEGRES_2为1时，表示对第一组或第二组信号的结果取反再进行逻辑运算AND_OR1.3，为1时进行逻辑与运算，为0时进行逻辑或运算； AND_OR1 .2表示对第一组或第二组进行逻辑运算性质，AND_OR3表示对两组信号逻辑运算结果再运算的性质第35页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7362、控制技术块18INTERLOCK :FB75Q1、Q2分别表示第一组、第二组信号的逻辑运算结果；Q3表示总逻辑运算结果第36页，共66页。2022/8/20

19、Sciample Training - SIMATIC PCS7373、转换技术块R_TO_DW :FC282实现功能：浮点数转换为双字浮点数应该在0.0和4294967000.0之间当浮点数超上限或低下限时，ENO=0，并且相应输出为上限值4294967000或下限值0第37页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7384、数学运算技术块1（1）ADD4_P :FC256 实现功能：4个浮点数求和 V=U1+U2+U3+U4 Un（n=4)缺省为0（2）ADD8_P :FC257 实现功能：8个浮点数求和 V=U1+U2+Un（n=8）

20、Un（n=8)缺省为0第38页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7394、数学运算技术块2（3）MUL4_P :FC262 实现功能：4个浮点数求积 V=U1*U2*U3*U4 Un（n=4)缺省为1（4）MUL8_P :FC263 实现功能：8个浮点数求积 V=U1*U2*Un（n=8） Un（n=8)缺省为1第39页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7404、数学运算技术块3（5）AVER_P :FB34 实现功能：计算某一个参数在一定时间内的平均值 RUN由0变为1的一次跳

21、变时，该块开始执行；RUN为0时，该块停止执行。 V=（N*Valt+U）/（N+1） 其中Valt为上一次的V值。第40页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7414、数学运算技术块4（6）COUNT_P :FB36 实现功能：捕捉某一开关量信号的上升沿，进行计 数。MODE为0时，正向计数； MODE为1时，负向计数计数结果V达到上限V_HL或下限V_LL时，停止计数，分别给出QVHL、QVLL高电平RESET=1，MODE=0则V=V_LL，QVLL=1，QVHL=0 MODE=0则V=V_HL，QVLL=0，QVHL=1第41页，

22、共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7425、操作技术块1（1）OP_A：FB45实现功能：简单操作控制一个模拟量输出U由操作员从OS站给出当LINK_ON=1时，内部值LINK_U传送给V； 当LINK_ON=0时，U传送给V当LINK_ON=1时，BTRACK=1，U跟踪LINK_U，从而保证LINK_ON切换为0时，输出V不至于产生突然的跳变； BTRACK=0，则LINK_ON切换为0时，输出V保持最近的U值第42页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7435、操作技术块2（2

23、）OP_A_LIM：FB46实现功能：操作控制一个模拟量输出基本解释同OP_A当OP_EN=1时，U可以从OS站给出，否则U锁定当LINK_U或U在上限U_HL、U_LL之间可以直接传送给V；当超出上下限时，则给出为上下限值第43页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7445、操作技术块3（2）OP_D：FB48实现功能：操作控制一个开关量输出I0由OS站给出，但OP_EN0和OP_EN1可以限制输入值，之间关系为：第44页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7455、操作技术块4O

24、P_D：FB48当LINK_ON=1时，内部值LINK_I传送给Q0； 当LINK_ON=0时，I0传送给Q0当LINK_ON=1时，BTRACK=1， I0跟踪LINK_I，从而保证LINK_ON切换为0时，输出Q0不至于产生突然的跳变； BTRACK=0，则LINK_ON切换为0时，输出V保持最近的I0值第45页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7465、操作技术块5（2）OP_TRIG：FB50实现功能：操作控制一个开关量输出一个脉冲I0由OS站给出在OP_EN=1时，当I0为1时，在一个周期内Q0为1，紧接着I0和Q0自动复位。

25、第46页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7476、信息技术块1MESSAGE：FB43实现功能：检测信号变化产生组态好的信息EN决定该块是否可以运行，1位运行，否则反之I_1.8为监视的8个开关量AUX_PR01.10用于更加详细解释信息用于在OS站上显示的信息可以预先根据需要更改，输入的信息最多为24个字符。第47页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7486、信息技术块2具体修改信息方法：1、鼠标选择块属性2、鼠标点击信息按钮3、修改其中的文本第48页，共66页。2022/8

26、/20Sciample Training - SIMATIC PCS7496、信息技术块3第49页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS750三、编程实例1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：第50页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS751三、编程实例2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

27、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，控制原料数量第51页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS752三、编程实例3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：阀门控制第52页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PC

28、S753三、编程实例4打开CFC_STEP，添加两个OP_A_LIM和一个OP_D OP_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50.0 OP_A_LIM(2):更改其中U为1000.0 U_HL为10000.0 OP_D：I0为off第53页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS754三、编程实例5第54页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS755三、编程实例6打开CFC_FC11

29、1，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第55页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS756三、编程实例7功能块I/O含义值CH_AISIM_ON模拟被激活1MODE测量范围420MA16#0203VHRANGE测量范围上限100SUBS_ON替代值的使能1INT_PV_HL上限总量10000升10000DOSESP_HLM剂量设定值的上限1

30、0000MO_PVHR剂量设定值的上限10000SPEXON_L内部/外部切换功能激活1SPEXT_ON内部/外部切换默认值1MUL_RIN2流速值适配参数1CTRL_PIDLIOP_MAN_SEL自动/手动功能激活1LIOP_INT_SEL内部/外部切换功能激活1SPEXON_L控制器切换为外部设定值1GAIN设定控制器增益为“0.50.5CH_AO省略第56页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS757三、编程实例8第57页，共66页。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS758三、编程实例9打开CFC_LI111，添加以下块 CH_AI：