STEP7 編程語言和PLC 程序編制

李方坤 鄒艷敏 何恩博

（1、齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000 2、黑龍江省送變電工程公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

全集成自動(dòng)化技術(shù)TIA（Totally Integrated Automation）是西門子自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)與產(chǎn)品的核心思想和主導(dǎo)理念。TIA 集高度的集成統(tǒng)一性和前所未有的開放性于一身，標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一的編程組態(tài)環(huán)境和高度一致的數(shù)據(jù)集成，使TIA 成為企業(yè)實(shí)現(xiàn)了橫向和縱向的信息集成；領(lǐng)先的通訊標(biāo)準(zhǔn)、基于組件的自動(dòng)化技術(shù)（CBA）與IT 集成，使TIA 對(duì)全球自動(dòng)化市場(chǎng)的產(chǎn)品和服務(wù)范圍真正開放。

SIEMENS 系統(tǒng)的可編程序控制器SIMATIC MANAGER 是西門子用于進(jìn)行PLC 程序編制，進(jìn)行機(jī)床狀態(tài)控制的組件，它主要組成包括電源模塊、CPU 模塊、輸入輸出模塊，其接口有，RS232借口，PROFIBUS 借口，MPI 電纜接口等。通過X122、MPI 插口，使電腦與NCU 相連PLC。

1 硬件組態(tài)

硬件組態(tài)使STEP7 軟件的一項(xiàng)重要功能。STEP7 軟件中的“硬件組態(tài)”，就是模擬真實(shí)的PLC 硬件系統(tǒng)，將CPU、電源和信號(hào)模塊等設(shè)備安裝到相應(yīng)的機(jī)架上，并對(duì)PLC 硬件模塊的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和修改的過程。

波特率：MPI 187.5kbps

OPI 1.5Mbps

過程：建項(xiàng)目→建站→組態(tài)硬件

1.1 自動(dòng)組態(tài)：用線纜建PLC 與840D 相連，用自動(dòng)組態(tài)自動(dòng)識(shí)別（上載站）將PLC 傳到計(jì)算機(jī):PLC→UPLOAD→選MPI 地址=2，若地址=3，將包括PLC 和NCU。若備份PLC,則過程為：新建Project→plc→upload station，這樣就將硬件備份了。建立完站后，出現(xiàn)文件夾：hardware 和cpu.CPU 文件夾下有S7 程序。

S7 程序下有三個(gè)目錄：symbols（符號(hào)表）、sources(源文件)、blocks(功能塊)

1.2 手動(dòng)組態(tài)：打開S7→新建文件→INERT→STATION→SIMATIC300→雙擊HARDWARE→INSERT→HARDWARE COMPONENT→PROFILE→STANDARD→S300→RACK300,選相應(yīng)的位置（待置位表中），再在右側(cè)相應(yīng)的模塊上雙擊就將模塊選定，選好后再下載。

2 編程

在進(jìn)行PLC 程序編制中，可采用以下三種形式：

邏輯梯形圖（LAD）、語句表（STL）、功能塊圖（FBD）

語句表編程常用指令：

STEP7 中常用BLOCK 主要有幾種:OB 組織塊、FC 功能塊、FB 功能塊、DB 數(shù)據(jù)塊等。

OB:功能塊，相當(dāng)于主程序，常用的有OB1和OB100；

FC、FB:功能塊，相當(dāng)于子程序

在編完子程序后，必須在主程序中調(diào)用子程序

OB100 是PLC上電后先執(zhí)行，只執(zhí)行一次；OB1 是PLC CPU 循環(huán)執(zhí)行的程序。上電后首先執(zhí)行OB100，再執(zhí)行OB1(反復(fù)執(zhí)行；OB100 調(diào)用FB1(西門子編好)

FB1 是系統(tǒng)里用OPI 總線連接PCU 和MCP，對(duì)控制面板進(jìn)行定義：控制面板的輸入地址的起始地址；控制面板的數(shù)量；控制面板的輸出地址的起始地址；控制面板的MPI 地址：MCPIBUSADR=6

組織塊(OB)。在CPU 中，用戶程序由啟動(dòng)程序、主程序和各種中斷響應(yīng)程序等不同的程序模塊構(gòu)成,這些模塊在STEP7 中的實(shí)現(xiàn)形式就是OB。OB 是直接被操作系統(tǒng)調(diào)用的用戶程序塊，OB 與不同的CPU 類型是相關(guān)的，某一型號(hào)的CPU 支持哪些OB 是確定的。OB1 是對(duì)應(yīng)于循環(huán)執(zhí)行的主程序的程序塊，它是STEP7 程序的主干，其他大多數(shù)OB 則對(duì)應(yīng)于不同的中斷處理程序（另外還有啟動(dòng)程序和背景程序等非中斷類的OB）。

功能（FC）和功能塊（FB）。 FC 和FB 都是用戶自己編寫的程序模塊，可以被其他程序塊（OB、FC 和FB）調(diào)用。FC 與FB 的根本區(qū)別在于，F(xiàn)C 不具備自己的存儲(chǔ)區(qū)，而FB 擁有自己的存儲(chǔ)區(qū)（背景DB），在調(diào)用任何一個(gè)FB 時(shí)，都必須指定一個(gè)背景DB。

FC2：基本NCK 與PLC 通訊的

NCK←→PLC

FC2 必須在OB1 的開始部分

FC2——“gp_hp”

FC10:處理報(bào)警信息

FC10——“AL-MSG”

PLC 產(chǎn)生報(bào)警，傳給NCK，NC 采取措施，同時(shí)在MMC上顯示報(bào)警文本

調(diào)用FC1 兩個(gè)參數(shù)需設(shè)置

TouserIF=TRUE（相當(dāng)于 1）和 FALSE（相當(dāng)于0）

Quit:=I3.7(報(bào)警文本)。報(bào)警復(fù)位鍵（RESET）地址I3.7

FC19:機(jī)床控制面板主程序FC19——“MCP-IFM”

BAGNO(方式組號(hào))=B#16#1(B—B 進(jìn)制16-16 進(jìn)制)

CHANNO(通道號(hào))=B#16#1

SPINDLEIFNO:=B#16#4(主軸號(hào))

FEEDHOLD=M100.0(進(jìn)給暫停)

SPINDLEHOLD=M100.1（主軸停止）

數(shù)據(jù)塊（DB）。DB 分為背景DB 和共享DB兩種類型。背景DB 是和FB 相關(guān)聯(lián)的，因此在創(chuàng)建背景DB 時(shí)，必須指定它所屬的FB，而且該FB必須已經(jīng)存在。在調(diào)用一個(gè)FB 得時(shí)候，也必須指明一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的背景DB[1]。

背景DB 與共享DB 沒有本質(zhì)的區(qū)別，它們的數(shù)據(jù)都可以被任何一個(gè)OB、FC 或FB 讀寫。兩者之間的主要區(qū)別在于使用的目的：背景DB 的用途或目的是為某一個(gè)FB 提供數(shù)據(jù)，因此其數(shù)據(jù)格式必須與該FB 的變量聲明一致；共享DB的目的是為用戶程序提供一個(gè)可保存的數(shù)據(jù)區(qū)，它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并不依賴于特定的程序塊。

1）DB 模塊類型主要有：

DBB--數(shù)據(jù)模塊類型

DBW--數(shù)據(jù)塊字（16 位）DBD--數(shù)據(jù)塊雙字（32 位）

2）數(shù)據(jù)類型：

DOUBLE:實(shí)型或整型數(shù)，輸入范圍±4.19 ×10-307-±1.67×10308

DWORD:整型數(shù)，范圍為-2.147 ×1092.14-7×109

BOOL:0 或1

BYTE:整型數(shù)，范圍位-128-127

STRING:最多16 位字符串

3)常用數(shù)據(jù)塊功能

DB2:報(bào)警接口信號(hào)。該信號(hào)是從PLC 到NCK，在PLC 中設(shè)置相應(yīng)的位就能在MMC上產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警號(hào)（7 開頭的報(bào)警是機(jī)床場(chǎng)假設(shè)定的）

DB10:顯示NCU 的狀態(tài)，用來交換NCK 的快速I/O 的狀態(tài)的接口，還有一些NCK 的狀態(tài)信號(hào)

DB11:方式組信號(hào)接口

DB19:操作面板信號(hào)接口

DB21-DB30:通道信號(hào)接口

DB31-DB61:軸/主軸的接口信號(hào)

[1]楊光，朱震忠.深入淺出西門子S7-300PLC.西門子（中國(guó)）有限公司 自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)