PLC课件5结构化编程.ppt

第7章结构化编程第9章工程应用 结构化编程通讯组态读取模拟量功能块FC105 内容提要 程序设计方法 线性化编程 模块化编程和结构化编程 第七章结构化编程 线性化编程是将整个用户程序放在组织块OB1中 在CPU循环扫描时执行OB1中的全部指令 其特点是结构简单 但效率低下 另一方面 某些相同或相近的操作需要多次执行 这样会造成不必要的编程工作 再者 由于程序结构不清晰 会造成管理和调试的不方便 所以在编写大型程序时 避免线性化编程 模块化编程是将程序根据功能分为不同的逻辑块 且每一逻辑块完成的功能不同 在OB1中可以根据条件调用不同的功能或功能块 其特点是易于分工合作 调试方便 由于逻辑块是有条件的调用 所以可以提高CPU的利用率 结构化编程是将过程要求类似或相关的任务归类 在功能或功能块中编程 形成通用解决方案 通过不同的参数调用相同的功能或通过不同的背景数据块调用相同的功能块 其特点是结构化编程必须对系统功能进行合理分析 分解和综合 所以对设计人员的要求较高 另外 当使用结构化编程方法时 需要对数据进行管理 传送带系统中所有交流电机的通用逻辑控制块 装配线机械中所有电磁线圈的通用逻辑控制块 造纸机器中所有驱动装置的通用逻辑控制块 功能是不带 记忆 的逻辑块 所谓不带 记忆 表示没有背景数据块 当完成操作后 数据不能保持 这些数据为临时变量 对于那些需要保存的数据你只能通过共享数据块 ShareBlock 来存储 调用功能时 需用实参来代替形参 功能 FC 功能块是用户所编写的有固定存储区的块 FB为带 记忆 的逻辑块 它有一个数据结构与功能块参数表完全相同的数据块 DB 我们称该数据块为背景数据块 InstanceDataBlock 当功能块被执行时 数据块被调用 功能块结束 调用随之结束 存放在背景数据块中的数据在FB块结束以后 仍能继续保持 具有 记忆 功能 一个功能块可以有多个背景数据块 使功能块可以被不同的对象使用 功能块 FB 块的结构 块由两部分组成 变量声明表 程序 输入IN输出OUT输入 输出IN OUT静态变量STAT 只有FB有临时变量TEMP 变量类型 功能和功能块的编程步骤如下 第一步 定义局部变量 首先定义形参和临时变量名 功能块还须定义静态变量 之后确定变量的类型及变量注释 第二步 编写执行程序 在编程中若使用变量名 则变量名标识显示为前缀 加变量名 若使用全局符号则显示为全局符号加引号的形式 控制任务描述 在发动机控制系统工程实例中 被控对象是一个 汽油发动机 和一个对该汽油发动机进行散热的 风扇 一个 柴油发动机 和一个对该柴油发动机进行散热的 风扇 对这些被控对象 有相应的起动 停止按钮控制其状态的改变 并要求这两个发动机在起动的同时 对应的风扇要同时起动对其散热 当发动机停止运行时 风扇要延时4秒后再关闭 以保证发动机充分的散热 发动机控制系统工程 发动机控制系统结构化程序的结构示意图 1 创建符号地址表 2 发动机控制功能块 FBl 的程序设计 输入 定义FB1的输入 输出参数 这些定义包括变量名 数据类型和声明类型 输出 静态变量 FBl功能块的程序设计 汽油机数据块DB1的内容 3 风扇控制功能 FCl 的程序设计 定义FC1的输入 输出参数 这些定义包括变量名 数据类型和声明类型 输入 输出 FBl功能块的程序设计 4 组织块 OB1 的程序设计 发电机控制系统组织块OBl的指令程序 功能和功能块的调用必须用实参代替形参 因为形参是在功能或功能块的变量声明表中定义的 为保证功能或功能块对同一类设备的通用性 在编程中不能使用实际对应的存储区地址参数 而是使用抽象参数 这就是形参 而块在调用时 必须将实际参数 实参 替代形参 从而可以通过功能或功能块实现对具体设备的控制 这里必须注意 实参的数据类型必须与形参一致 总结 第九章工程应用 1 PROFIBUS总线通讯 PROFIBUS是一种国际化 开放式 不依赖于生产商的现场总线标准 PROFIBUS以ISO7498为基础 以开放式系统互联网络OSI作为参考模型 其传输速率为9 6kpbs 12Mbps 最多可挂接127个站点 传输可使用RS 485传输技术或光纤媒体 下面演示PROFIBUS总线的不打包通讯 设备及连接 硬件和软件配置如下 硬件 1 CPU315 2DP及SM模块2 CPU313C 2DP一块 根据条件可选用其他型号的S7 300 400 3 插入PROFIBUS网卡CP5611的PC机 组态编程用 4 PROFIBUS电缆及三个接头软件 1 STEP7V5 2或STEP7V5 3 PROFIBUS通讯组态过程 首先用工具制作带有三个接头的PROFIBUS电缆 并将两端接头上的拨码至ON 中间的接头拨码至OFF 利用这根电缆将PC机 CPU313C 2DP和CPU315 2DP建立PROFIBUS物理连接 如图1所示 硬件连接 图1 系统硬件组态 原则上先组态从站 再组态主站 1 新建项目 在STEP7中创建一个新项目 插入两个SIMATIC300Station 并重新命名为 SIMATIC300 zhu 和 SIMATIC300 fu 2 组态从站组态硬件双击Hardware 根据硬件安装次序和定货号依次插入机架 电源 CUP 输入 输出模块 进行硬件组态 在插入CPU时 同时弹出PROFIBUS组态画面 点击 New 按钮新建PROFIBUS 1 组态PROFIBUS站地址 2 点击 Properties 按钮组态网络属性 选择 NetworkSettings 进行网络参数设置 如图2所示 双击CPU项下的Dp栏 在网络属性窗口选择 OperatingMode 选择 DpSlave 选择此300站为Dpslave 从站方式 如图3所示 图2 图3 组态通讯区选择标签 Configuration 点击 New 按钮新建两行通讯接口区 一行输入 注意选择输入方式 input 地址 1 传输数据长度length 2 最多32个字节 传输单元Unit Byte 传输方式Consistency All 一行输出 方式同前 如图4 图5所示 编译保存 图4 图5 注意 Addresstype 选择Input 表示将CPU315 2DP从站作为数据的输入接口区 Address 填入数据接收区的起始地址 此时写入0 length 设置传输数据长度为2 最多32个字节 Unit 传输单元为Byte数据 Consistency 选择传输方式ALL 3 组态主站以同样的方式组态主站 注意在图3中选择Dpmaster 选择PROFIBUS站地址 3 并选择与从站相同的PROFIBUS网络PROFIBUS 1 打开硬件目录 选择 PROFIBUSDP ConfigurationStation 文件夹 选择CPU31x 将其拖曳到DP主站系统的PROFIBUS总线上 从而将其连接到DP网络上 如图6所示 图6 此时自动弹出 DpslaveProperties 在其中的 Connection 标签中选择已经组态过的从站 点击 Connect 按钮将其连接到网络 如图7所示 图7 之后点击 Configuration 标签 设置主站的通讯接口区 注意从站的输出区必须与主站的输入区对应 同样从站的输入区必须与主站的输出区对应 这样一发一收彼此对应 4 硬件下装设置及PROFIBUS通讯检测在下装时 先存盘编译 在控制面板中 选择 SetPG PCinterface 选择 S7ONLINEPC adapterMPI 如图8所示 图8 将下装电缆插在S7300CPU的MPI通讯槽中 检查通讯是否畅通 如图9所示 图9 如此将主站和从站分别下装 利用软件检查PROFIBUS通讯线是否一致 点击图标如图10 可以看到网络图如图11 图10 图11 库函数介绍 SFC14SFC15 PROFIBUS通讯程序 SFC14 解开存放在IB端的数据包 接收数据 放在对应的数据库中 SFC15 将存放在相应数据库中的数据打包 并通过QB端发送数据 具体参数说明如下 使用场合 在数据的连续类型是 Unit 可以直接读入输入 输出区 如果数据类型是 All 程序需用SFC14 SFC15对数据进行打包和解包 编写主站程序 要求建立OB1 OB82 OB86 OB122 其中OB82 OB86 OB122是为避免网络某个站点掉电而使整个网络不能正常工作 建立相应的数据块 DB1 DB2 DB块的建立如图12 图12 建立监控变量表VAT1 在RECORD端设置为P DB1 DBX0 0BYTE2形式 RET VAL的返回值放在不同的MW中 编程要求主站发送数据 打包后通过QB端发送字节 同时通过IB端接收数据 并解包 程序如图13所示 图11 图13 编写从站程序 要求建立OB1 OB82 OB86 OB122 其中OB82 OB86 OB122是为避免网络某个站点掉电而使整个网络不能正常工作 建立相应的数据块 DB1 DB2 DB块的建立 建立监控变量表VAT2 在RECORD端设置为P DB1 DBX0 0BYTE2形式 RET VAL的返回值放在不同的MW中 编程要求从站接收数据 打包后通过QB端发送字节 注意从站的接收数据地址要与主站的发送地址相对应 同时通过IB端接收数据 并解包 注意从站的发送数据地址要与主站的接收地址相对应 程序如图14所示 图12 图14 软件下装和PROFIBUS设置 分别下装主站和从站的软件BLOCK 紫色PROFIBUS线接在CPU的PROFIBUS口上 总线连接器的终端电阻开关在两端打到ON 在中间打到OFF 在控制面板中 选择 SetPG PCinterface 选择 S7ONLINECP5611 PROFIBUS 如图13所示 图13 图15 在面板上 点击 Diagnostics 按钮 观察通讯状态 如图16所示 读出操作站 PC机 地址为0 从站地址为2 主站地址为3 图16 监控变量表 如图17所示 对数据库中的值进行监控 在 Statusvalue 中显示当前值 若想改变数据库中的数值 在 Modifyvalue 中输入新值 按强制按钮 改变数据值 观察数据通讯是否正常 图17 1 硬件 电源模块PS3075A 1块 CPU313C 2DP 1块 CP343 1IT 1块 电气链路模块ELM 1块 数据通讯MPI线缆 2 工业以太网通讯 设备及连接 2 软件 STEP7V5 3JDK1 4 2 JAVA开发工具包 IE6 0 硬件连接 系统硬件组态 1 Step7中的硬件组态如图1所示 图1 STEP7中的设置 2 配置CP343 1IT模块 图2 双击硬件组态中的CP343 1IT模块 弹出如图2所示对话框 单击图2对话框中 Properties 按钮 弹出如图3所示对话框 按图示进行相应设置 图3 单击图4 1 2对话框中上方的User标签页 弹出如图4 1 4所示对话框 分配用户权限 例如用户名为 sf 密码为 12345678 图4 系统软件编程 1 Step7中添加符号表 图5 2 CP343 1IT中添加符号表 图6 单击图4对话框中上方的Symbols标签页 弹出如图6所示对话框 单击图6中的 Add 按钮 弹出如图7所示的对话框 并在其中填入相应的符号变量 图7 单击 OK 按钮 返回如图6所示的对话框 每个符号变量 通过取消下方的 Pribileges 复选框 改变每个符号变量的权限为 Readandwtite 图8 3 PLC控制程序的编写 控制要求 PLC控制程序要求将三个符号变量Speed 速度 Temp 温度 Level 液位 在一个给定的范围内按指定的阶跃量周期变化 FC中变量定义如图9 图9 FC中程序 IN Max Value Min ValueIncrementIN OUT vlaueTEMP back 初始化OB100中的控制程序 循环OB1中的控制程序 OB1控制程序说明 1 Network1和Network5构成振荡 2 Network2 Network3 Network4分别表示速度 温度 液位在一定范围内的增减 4 创建变量表如图10所示 图10 PC机的设置 1 设置PC1的IP地址如图11 12 13所示 图11 图12 图13 2 设置PC2的IP地址 参见PC1的设置 如将IP地址设置为 192 168 0 2 子网掩码设置为 255 255 255 0 Java开发工具包的安装 CP343 1IT模块中的文件系统 IE监控界面的预览