電氣控制與PLC應(yīng)用 課件 07-S7-1200PLC的編程規(guī)范和程序設(shè)計(jì)

第7章S7-1200PLC的編程規(guī)范和程序設(shè)計(jì)7.4數(shù)據(jù)尋址7.5編程指令7.3S7-1200PLC的編程元件7.1S7-1200PLC的編程語言7.2S7-1200PLC的數(shù)據(jù)類型與存儲(chǔ)區(qū)域7.6典型PLC程序設(shè)計(jì)7.1S7-1200PLC的編程語言7.1S7-1200PLC的編程語言編程語言是PLC核心組件，各廠家提供梯形圖、功能塊圖、語句表等多樣語言以適配不同用戶需求。雖同廠家不同編程語言程序可轉(zhuǎn)換，但跨廠家同類型程序不可互換，限制了PLC的開放性、可移植性和互換性。為此，IEC制定了IEC61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)，整合各廠家語言優(yōu)勢(shì)，形成工業(yè)控制系統(tǒng)通用編程標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)PLC編程語言全球化規(guī)范。目前，多數(shù)PLC廠商已遵循此標(biāo)準(zhǔn)。IEC61131-3涵蓋三種圖形化語言（梯形圖、功能塊圖、順序功能圖）及兩種文本語言（指令表、結(jié)構(gòu)化文本）。S7-1200PLC支持梯形圖、功能塊圖和結(jié)構(gòu)化控制語言（SCL）。鑒于不同語言特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)景差異，以及國內(nèi)用戶對(duì)LAD的偏好和SCL在數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢(shì)，本教材將重點(diǎn)基于LAD和SCL介紹S7-1200PLC指令與程序。7.2S7-1200PLC的數(shù)據(jù)類型與

存儲(chǔ)區(qū)域7.2.1數(shù)據(jù)類型S7-1200PLC中數(shù)值數(shù)據(jù)類型包括位、位序列、整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)及時(shí)間等,見表7-1。7.2.1數(shù)據(jù)類型舉例:在PLC中創(chuàng)建一個(gè)DB塊,并將屬性設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)DB塊,在DB1塊中創(chuàng)建字符串“string1”“string2”和字符“char1”,并賦予起始值,如圖7-1所示。數(shù)據(jù)類型為String的字符串“string1”,沒有定義具體字符數(shù)量。通過仿真查看DB塊偏移地址可見該字符串占用256字節(jié);查看字符串第一個(gè)字節(jié),最多存儲(chǔ)字符總數(shù)量為254個(gè),第二個(gè)字節(jié)有效字符數(shù)量為7個(gè)(simatic),其余位置填充空字符“$00”,填滿254個(gè)字符,如圖7-2所示。7.2.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)1.存儲(chǔ)區(qū)的分類S7-1200的內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)分為裝載存儲(chǔ)區(qū)、工作存儲(chǔ)區(qū)和保持性存儲(chǔ)區(qū)三種。CPU的M存儲(chǔ)區(qū)、全局?jǐn)?shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)可以使用保持性存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)。(1)M存儲(chǔ)區(qū)用戶可以在“PLC變量”標(biāo)簽頁中,單擊“保持”按鈕來設(shè)定M存儲(chǔ)區(qū)的保持范圍,為從MB0開始的連續(xù)字節(jié)數(shù),例如設(shè)置10,則保持范圍為MB0~MB9共10個(gè)字節(jié),無法設(shè)置多個(gè)保持范圍,如圖7-3所示。(2)全局?jǐn)?shù)據(jù)塊全局?jǐn)?shù)據(jù)塊也分為優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)兩種。使用優(yōu)化的全局?jǐn)?shù)據(jù)塊能夠最優(yōu)化地利用CPU內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū),可以分別指定其內(nèi)部每個(gè)變量的保存特性。使用標(biāo)準(zhǔn)的全局?jǐn)?shù)據(jù)塊,只能對(duì)其整體指定一種保持特性。新建的數(shù)據(jù)塊默認(rèn)為優(yōu)化的全局?jǐn)?shù)據(jù)塊,可以在數(shù)據(jù)塊右鍵屬性中修改,將“優(yōu)化的塊訪問”選擇框取消,就設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)

的塊訪問,如圖7-4所示。打開數(shù)據(jù)塊,通過勾選“保持”設(shè)置變量的保持特性,如圖7-5所示。7.2.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)2.存儲(chǔ)區(qū)的編址格式存儲(chǔ)器是由許多存儲(chǔ)單元組成的,每個(gè)存儲(chǔ)單元都有唯一的地址,可以依據(jù)存儲(chǔ)器地址來存取數(shù)據(jù)。S7-1200PLC的存儲(chǔ)單元按字節(jié)進(jìn)行編址,數(shù)據(jù)區(qū)存儲(chǔ)器地址的表示格式有位、字節(jié)、字、雙字地址格式。數(shù)據(jù)區(qū)存儲(chǔ)器區(qū)域的字節(jié)、字、雙字地址格式由區(qū)域標(biāo)識(shí)符、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度以及該字節(jié)、字或雙字的起始字節(jié)地址構(gòu)成。例如,IB2表示輸入字節(jié),由I2.0~I2.7這8位組成。圖7-6中,用MB100、MW100、MD100分別表示字節(jié)、字、雙字的地址。MW100表示由MB100、MB101相鄰的兩個(gè)字節(jié)組成的一個(gè)字,MD100表示由MB100~MB103四個(gè)字節(jié)組成的一個(gè)雙字,100為起始字節(jié)地址。7.3S7-1200PLC的編程元件7.3S7-1200PLC的編程元件PLC的數(shù)據(jù)區(qū)存儲(chǔ)器區(qū)域在系統(tǒng)軟件的管理下,劃分出若干小區(qū),并將這些小區(qū)賦予不同的功能,由此組成了各種內(nèi)部元件,這些內(nèi)部元件就是PLC的編程元件。軟繼電器的特點(diǎn)如下:軟繼電器是看不見、摸不著的,沒有實(shí)際的物理觸點(diǎn)。每個(gè)軟繼電器可提供無限多個(gè)常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn),可放在同一程序的任何地方,即其觸點(diǎn)可以無限次地使用。體積小、功耗低、壽命長(zhǎng)。S7-1200PLC提供的編程元件地址區(qū)分類及表示符號(hào)見表7-2。尋址的有效范圍見表5-1。7.4數(shù)據(jù)尋址7.4.1I/O尋址S7-1200CPU提供兩種I/O訪問方法:過程映像訪問和直接物理訪問,如圖7-7所示。過程映像訪問是使用地址標(biāo)識(shí)符I/Q訪問CPU的過程映像區(qū)。采用過程映像訪問,可以保證在一個(gè)掃描周期內(nèi)的信號(hào)一致性。直接物理訪問是在I/O地址后附加“:P”,直接訪問物理輸入、輸出點(diǎn)。對(duì)于實(shí)時(shí)性要求高的輸入、輸出地址訪問可以采用直接物理訪問。不論過程映像訪問還是直接物理訪問,都可以按位、字節(jié)、字或雙字進(jìn)行I/O訪問。過程映像是可讀可寫的。對(duì)過程映像I區(qū)的寫訪問可能會(huì)造成掃描周期內(nèi)I區(qū)信號(hào)的不一致現(xiàn)象。I:P為只讀訪問,使用I:P訪問不會(huì)影響存儲(chǔ)在過程映像I區(qū)的相應(yīng)值。Q:P為只寫訪問,使用Q:P訪問會(huì)同時(shí)更新過程映像Q區(qū)的相應(yīng)值。7.4.2存儲(chǔ)區(qū)尋址1.全局DB訪問設(shè)置數(shù)據(jù)塊訪問方式的設(shè)置,參考圖7-4。不同訪問方式的DB,內(nèi)部變量的訪問也不同,如圖7-8所示。2.背景DB訪問設(shè)置背景DB的訪問方式由其所屬的FB的訪問方式?jīng)Q定:如果FB為標(biāo)準(zhǔn)訪問,則其背景DB是標(biāo)準(zhǔn)DB;如果FB為優(yōu)化訪問,則其背景DB是優(yōu)化DB。FB的訪問方式在其“屬性”中設(shè)置,如圖7-9所示,選中“優(yōu)化的塊訪問”則該FB塊是優(yōu)化訪問的。7.4.2存儲(chǔ)區(qū)尋址3.L區(qū)訪問設(shè)置S7-1200CPU的所有OB都是優(yōu)化訪問的,FB/FC的訪問方式在其“屬性”中設(shè)置,如圖7-9所示。優(yōu)化訪問的程序塊中的L區(qū)變量只能使用符號(hào)訪問;標(biāo)準(zhǔn)訪問的FB/FC中L區(qū)變量可以使用符號(hào)訪問和絕對(duì)地址訪問。SCL語言編輯的程序塊中,只能使用符號(hào)訪問。4.標(biāo)準(zhǔn)DB和優(yōu)化DB對(duì)比在TIA博途軟件中,為S7-1200CPU添加一個(gè)DB時(shí),其默認(rèn)屬性為優(yōu)化DB,標(biāo)準(zhǔn)DB與優(yōu)化DB的整體對(duì)比,見表7-3。S7-1200CPU中,標(biāo)準(zhǔn)DB與優(yōu)化的DB在PLC中按照?qǐng)D7-10所示方式存儲(chǔ)。在優(yōu)化DB中地址偏移不可見,大的數(shù)據(jù)類型在塊的開始區(qū)域放置,小的數(shù)據(jù)類型在塊的末端優(yōu)化放置。7.4.3間接尋址1.普通數(shù)組間接尋址S7-1200PLC之前,比如S7-200PLC,是沒有數(shù)組格式數(shù)據(jù)的,只能用寄存器存放地址,通過寄存器數(shù)據(jù)的加減改變地址,訪問對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù),這就是間接尋址。S7-1200PLC從固件版本V2.0開始就支持?jǐn)?shù)組下標(biāo)使用變量的方式,這就意味著數(shù)組是最方便的間接尋址的方法,通過改變下標(biāo)變量實(shí)現(xiàn)各式各樣的功能。通常數(shù)組間接尋址都是使用SCL進(jìn)行編程,因?yàn)檫@往往伴隨著FOR循環(huán)方便實(shí)現(xiàn)。但這不意味著LAD無法實(shí)現(xiàn),只是沒有SCL編程方便。例如,實(shí)現(xiàn)將DB中整數(shù)數(shù)組“DataIn_1”中數(shù)值元素1~10和“DataIn_2”中數(shù)值元素11~20,如圖7-11所示,分別送入“DataOut_1”和“DataOut_2”中。7.4.3間接尋址1.普通數(shù)組間接尋址首先定義創(chuàng)建函數(shù)FC1,并定義形參,如圖7-12(a)所示。編寫的LAD程序和SCL程序如圖7-12(b)所示。在OB1中調(diào)

用FC1的程序如圖7-12(c)所示。仿真結(jié)果如圖7-12(d)所示。從LAD程序和SCL程序的結(jié)構(gòu)可以明顯看出,SCL在PLC的程序控制和數(shù)據(jù)處理上的優(yōu)勢(shì)。圖7-12LAD和SCL編程數(shù)組尋址7.4.3間接尋址2.輸入I、輸出Q數(shù)組間接尋址在PLC變量表中I、Q是不能直接定義為數(shù)組的,但是從CPUV4.0固件以后,I、Q可以定義為PLC數(shù)據(jù)類型,這樣在PLC數(shù)據(jù)類型中定義數(shù)組,間接使得I、Q成為數(shù)組數(shù)據(jù)類型,方便間接尋址,無須再使用PEEK指令。輸入I變量定義數(shù)組步驟包括:創(chuàng)建PLC數(shù)據(jù)類型,如圖7-13所示;添加PLC變量,如圖7-14所示。定義之后,在程序中就可以對(duì)輸入I進(jìn)行數(shù)組尋址操作。將CPU1214C本體的起始地址I0.0的10個(gè)I點(diǎn)的值,分別送入DB1的10個(gè)Bool的數(shù)組的每一個(gè)元素,程序如圖7-15所示。7.4.3間接尋址3.Slice訪問(片段訪問)Slice訪問支持I/Q/M/DB等地址區(qū),使用符號(hào)方式對(duì)操作數(shù)按位、字節(jié)、字進(jìn)行訪問,而無須對(duì)訪問的目標(biāo)地址進(jìn)行定義。通常針對(duì)Byte、Word及DWord等數(shù)據(jù)類型的變量進(jìn)行片段訪問,此外也可以對(duì)INT、DINT等整數(shù)數(shù)據(jù)類型的變量進(jìn)行片段訪問。DB中變量“Variable”的數(shù)據(jù)類型是DWord,如圖7-16所示,可以通過Variable.w1訪問其第二字,可以通過Variable.x3訪問其第四位。7.4.3間接尋址4.PEEK/PORK指令S7-1200PLC的PEEK/POKE指令,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)I/O、M存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)塊的讀取或?qū)懭?。而通過POKE_BLK指令,還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)區(qū)域的復(fù)制或移動(dòng)。將CPU1214C本體的起始地址I0.0的14個(gè)I點(diǎn)的值,分別送入DB1的14個(gè)Bool的數(shù)組的每一個(gè)元素,程序以及仿真結(jié)果如圖7-17所示。本示例和圖7-15所示的示例效果是一致的,采用了兩種方法。使用POKE_BLK指令編寫程序,將DB2.DBW0開始的10個(gè)整數(shù)值(1~10)寫入MW10開始的地址中,程序以及仿真結(jié)果如圖7-18所示。7.5編程指令7.5編程指令1.位邏輯運(yùn)算2.定時(shí)器和計(jì)數(shù)器3.比較指令4.移動(dòng)指令5.程序控制指令使用位邏輯運(yùn)算指令,可以實(shí)現(xiàn)最基本的位邏輯的操作,包括常開、常閉、置位、復(fù)位、沿指令等。位邏輯運(yùn)算指令匯總見表7-4。使用位邏輯運(yùn)算指令,可以實(shí)現(xiàn)最基本的位邏輯的操作,包括常開、常閉、置位、復(fù)位、沿指令等。位邏輯運(yùn)算指令匯總見表7-4。7.5編程指令1.位邏輯運(yùn)算3.比較指令4.移動(dòng)指令5.程序控制指令使用位邏輯運(yùn)算指令,可以實(shí)現(xiàn)最基本的位邏輯的操作,包括常開、常閉、置位、復(fù)位、沿指令等。位邏輯運(yùn)算指令匯總見表7-4。S7-1200PLC的定時(shí)器為IEC定時(shí)器,用戶程序中可以使用的定時(shí)器數(shù)量?jī)H僅受CPU的存儲(chǔ)器容量限制。使用定時(shí)器需要使用定時(shí)器相關(guān)的背景數(shù)據(jù)塊或者數(shù)據(jù)類型為IEC_TIMER的DB變量。定時(shí)器指令匯總見表7-5。S7-1200PLC的計(jì)數(shù)器和定時(shí)器一樣為IEC計(jì)數(shù)器,用戶程序中可以使用的計(jì)數(shù)器數(shù)量也是受CPU的存儲(chǔ)器容量限制。S7-1200PLC的計(jì)數(shù)器包含3種計(jì)數(shù)器:加計(jì)數(shù)器(CTU)、減計(jì)數(shù)器(CTD)、加減計(jì)數(shù)器(CTUD),對(duì)于每種計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)值可以是任何整數(shù)數(shù)據(jù)類型,并且需要使用每種整數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型的DB結(jié)構(gòu)或背景數(shù)據(jù)塊來存儲(chǔ)計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)。2.定時(shí)器和計(jì)數(shù)器7.5編程指令1.位邏輯運(yùn)算2.定時(shí)器和計(jì)數(shù)器3.比較指令4.移動(dòng)指令5.程序控制指令使用位邏輯運(yùn)算指令,可以實(shí)現(xiàn)最基本的位邏輯的操作,包括常開、常閉、置位、復(fù)位、沿指令等。位邏輯運(yùn)算指令匯總見表7-4。比較指令主要用于數(shù)值的比較以及數(shù)據(jù)類型的比較,具體指令說明見表7-6。7.5編程指令1.位邏輯運(yùn)算2.定時(shí)器和計(jì)數(shù)器3.比較指令4.移動(dòng)指令5.程序控制指令使用位邏輯運(yùn)算指令,可以實(shí)現(xiàn)最基本的位邏輯的操作,包括常開、常閉、置位、復(fù)位、沿指令等。位邏輯運(yùn)算指令匯總見表7-4。移動(dòng)操作指令主要用于各種數(shù)據(jù)的移動(dòng)、相同數(shù)據(jù)的不同排列的轉(zhuǎn)換,以及實(shí)現(xiàn)S7-1200PLC的間接尋址功能部分的移動(dòng)操作。常用的移動(dòng)操作指令匯總見表7-7。7.5編程指令1.位邏輯運(yùn)算2.定時(shí)器和計(jì)數(shù)器3.比較指令4.移動(dòng)指令使用位邏輯運(yùn)算指令,可以實(shí)現(xiàn)最基本的位邏輯的操作,包括常開、常閉、置位、復(fù)位、沿指令等。位邏輯運(yùn)算指令匯總見表7-4。程序控制指令包含程序跳轉(zhuǎn)、程序退出、SCL的主要控制語句、錯(cuò)誤處理等指令,具體指令匯總見表7-8。5.程序控制指令7.6典型PLC程序設(shè)計(jì)7.6.1開關(guān)量邏輯控制程序設(shè)計(jì)1.確定輸入、輸出點(diǎn)2.選擇S7-1200PLC的CPU型號(hào)3.輸入、輸出點(diǎn)分配4.畫出PLC的輸入輸出接線圖5.編寫程序根據(jù)繼電器接觸器原理圖的分析,自動(dòng)正反轉(zhuǎn)循環(huán)控制的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)統(tǒng)計(jì)見表7-9。7.6.1開關(guān)量邏輯控制程序設(shè)計(jì)1.確定輸入、輸出點(diǎn)3.輸入、輸出點(diǎn)分配4.畫出PLC的輸入輸出接線圖5.編寫程序選用CPU1212CDC/DC/RLY進(jìn)行控制。該CPU本體集成有8個(gè)DI,6個(gè)DQ,滿足需要。2.選擇S7-1200PLC的CPU型號(hào)7.6.1開關(guān)量邏輯控制程序設(shè)計(jì)1.確定輸入、輸出點(diǎn)2.選擇S7-1200PLC的CPU型號(hào)3.輸入、輸出點(diǎn)分配4.畫出PLC的輸入輸出接線圖5.編寫程序輸入、輸出點(diǎn)分配見表7-10。7.6.1開關(guān)量邏輯控制程序設(shè)計(jì)1.確定輸入、輸出點(diǎn)2.選擇S7-1200PLC的CPU型號(hào)3.輸入、輸出點(diǎn)分配5.編寫程序I/O接線圖如圖7-19所示。4.畫出PLC的輸入輸出接線圖7.6.1開關(guān)量邏輯控制程序設(shè)計(jì)1.確定輸入、輸出點(diǎn)2.選擇S7-1200PLC的CPU型號(hào)3.輸入、輸出點(diǎn)分配4.畫出PLC的輸入輸出接線圖5.編寫程序在用TIAPortal軟件編寫程序之前,需要在“PLC變量表”里添加所用到的變量,并寫上具體名稱,如圖7-20所示。編寫的程序如圖7-21所示,在變量表里

添加的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)名稱全部映射到LAD程序中,對(duì)于理解和后期維護(hù)非常方便。7.6.2模擬量控制程序設(shè)計(jì)1.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換原理見第5章的5.3.2節(jié)模擬量模塊,用PLC程序?qū)崿F(xiàn)時(shí),首先需要對(duì)通道進(jìn)行組態(tài),如圖7-22所示。測(cè)量類型選擇是“電壓”還是“電流”,本例選擇電流。電流范圍選擇是“0~20mA”還是“4~20mA”,本例選擇“0~20mA”,其他參數(shù)默認(rèn)設(shè)置。與開關(guān)量相似的操作不再贅述,比如添加變量名稱。其次進(jìn)行程序編寫,如圖7-23所示。7.6.2模擬量控制程序設(shè)計(jì)2.PID控制PID功能用于對(duì)閉環(huán)過程進(jìn)行控制。PID控制適用于溫度、壓力、流量等物理量,是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中應(yīng)用最為廣泛的一種控制方式,其原理是對(duì)被控對(duì)象設(shè)定一個(gè)給定值,然后將實(shí)際值測(cè)量出來,并與給定值比較,將其差值送入PID控制器,PID控制器按照一定的運(yùn)算規(guī)律,計(jì)算出結(jié)果,即為輸出值,送到執(zhí)行器進(jìn)行調(diào)節(jié),其中的P、I、D指的是比例、積分、微分,是閉環(huán)控制的一種算法。通過這些參數(shù),可以使被控對(duì)象追隨給定值變化并使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定,自動(dòng)消除各種干擾對(duì)控制過程的影響。S7-1200PLC提供的PID控制器回路數(shù)量受到CPU的工作內(nèi)存及支持DB塊數(shù)量限制。PID指令塊與其相對(duì)應(yīng)的工藝對(duì)象背景數(shù)據(jù)塊組合使用,形成完整的PID控制器。PID控制器結(jié)構(gòu)如圖7-24所示。7.6.2模擬量控制程序設(shè)計(jì)2.PID控制以恒溫控制為例進(jìn)行S7-1200PLC的設(shè)置與程序設(shè)計(jì)。模擬量輸入、輸出處理已在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中介紹,下面主要介紹PID的設(shè)置和程序設(shè)計(jì)。新建循環(huán)組織塊OB30,循環(huán)時(shí)間選擇默認(rèn)值100ms,如圖7-25所示。新建PID指令,在TIAProtal軟件中使用PID功能,有兩種方式添加PID的指令。方式一:通過在工藝對(duì)象中添加新對(duì)象,在彈出的“新增對(duì)象”對(duì)話框中,左側(cè)豎列選擇“PID”后,對(duì)話框中間部分對(duì)于“CompactPID”版本的選擇,如圖7-26所示。方式二:當(dāng)程序處于編程界面時(shí),右側(cè)指令欄中在工藝>PID控制>CompactPID指令>版本選擇,如圖7-27所示。7.6.2模擬量控制程序設(shè)計(jì)2.PID控制對(duì)工藝對(duì)象進(jìn)行組態(tài),如圖7-28所示,包括基本設(shè)置、過程值設(shè)置和高級(jí)設(shè)置。在基本設(shè)置中定義溫度控制類型[圖7-28(a)];定義PID輸入、輸出實(shí)際過程值來源為模擬量通道[圖7-28(b)];定義過程值的轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)[圖7-28(c)];定義PID參數(shù)[圖7-18(d)]。還有其他參數(shù)根據(jù)需要設(shè)置。7.6.2模擬量控制程序設(shè)計(jì)2.PID控制調(diào)用通用PID控制器PID_Compact函數(shù),完成程序編寫,如圖7-29所示,寫入恒溫的溫度值50℃。根據(jù)圖7-28(b)所示寫入輸入、輸出通道。其他參數(shù)根據(jù)需要設(shè)置。PID控制器能否正常運(yùn)行,需要設(shè)置符合實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)及工藝要求的參數(shù)。由于每套系統(tǒng)都不完全一樣,所以,每套系統(tǒng)的控制參數(shù)也不相同?？赏ㄟ^參數(shù)訪問方式手動(dòng)調(diào)試,在調(diào)試面板中觀察曲線圖后修改對(duì)應(yīng)的PID參數(shù)。也可使用系統(tǒng)提供的參數(shù)自整定功能,PID自整定是按照一定的數(shù)學(xué)算法,通過外部輸入信號(hào)激勵(lì)系統(tǒng),并根據(jù)系統(tǒng)的反應(yīng)方式來確定PID參數(shù)。7.6.3通信數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)1.通信模塊與設(shè)備通信設(shè)備端通信接口主要是RS485串口,也有CAN接口。如果是CAN接口,在具體工程應(yīng)用中一般采用CAN轉(zhuǎn)485串口模塊,將其轉(zhuǎn)換成RS485串口通信接口。RS485串口的主要通信協(xié)議為ModbusRTU。S7-1200PLC系列CPU能夠擴(kuò)展的串口數(shù)量有4個(gè),本節(jié)首先介紹采用PLC通信模塊和設(shè)備進(jìn)行ModbusRTU通信。Modbus具有兩種串行傳輸模式:分別為ModbusASCII和ModbusRTU。TIAPortalV13SP1版本開始,軟件中提供了兩個(gè)版本的ModbusRTU指令集,如圖7-30所示。7.6.3通信數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)1.通信模塊與設(shè)備通信以某船舶主發(fā)電機(jī)控制箱的Modbus通信協(xié)議為例(圖7-31)進(jìn)行S7-1200PLC的設(shè)置與程序設(shè)計(jì)。7.6.3通信數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)1.通信模塊與設(shè)備通信首先在TIAPortal軟件中進(jìn)行RS485通信模塊組態(tài),如圖7-32所示。組態(tài)的信息要和圖7-31所示的協(xié)議一致。其次設(shè)置系統(tǒng)存儲(chǔ)器,S7-1200PLC提供了系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器功能,為了便于后續(xù)指令使用,需要使能該功能。如圖7-33所示。7.6.3通信數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)1.通信模塊與設(shè)備通信在OB31中拖入Modbus_Comm_Load指令和Modbus_Master指令。如圖7-34所示。程序段1是初始化,定義通信模塊和通信接口;程序段2是讀取站點(diǎn)10,起始地址是30001的10個(gè)數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)塊DB4中的數(shù)組“ReadData”中;程序段3是當(dāng)5s內(nèi)接收不到新的數(shù)據(jù)時(shí),將“ReadData”的數(shù)據(jù)復(fù)位為0。7.6.3通信數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)1.通信模塊與設(shè)備通信當(dāng)ModbusRTU網(wǎng)絡(luò)中存在多個(gè)ModbusRTU從站或一個(gè)ModbusRTU從站同時(shí)需要多個(gè)作業(yè),例如需要讀和寫或者讀多個(gè)區(qū)域等,則需要調(diào)用多個(gè)Modbus_Master指令,Modbus_Master指令之間需要采用輪詢方式調(diào)用,并且使用相同背景數(shù)據(jù)塊。如圖7-35所示,用于描述兩個(gè)Modbus_Master指令輪詢調(diào)用的方式。7.6.3通信數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)2.添加串口服務(wù)器與設(shè)備通信以圖7-31所示的船舶主發(fā)電機(jī)的通信協(xié)議作為示例。首先添加一個(gè)以太網(wǎng)設(shè)備,如圖7-36所示。添加后將以太網(wǎng)口連接到子網(wǎng)“PN/IE_1”,并設(shè)置以太網(wǎng)地址“192.168.0.100”,與CPU在同一局域網(wǎng)段中。7.6.3通信數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)2.添加串口服務(wù)器與設(shè)備通信在通信指令中選擇“TCON”指令,拖動(dòng)到LAD程序段1中,單擊“TCON”指令右上角圖標(biāo)“”進(jìn)行組態(tài)。在“連接參數(shù)”組態(tài)窗口中選擇“未指定”伙伴;設(shè)置IP地址與圖7-36所示一致;建立連接數(shù)據(jù)“PLC_1_Connection_DB”;設(shè)置本地端口為“2000”,伙伴端口為“3001”,如圖7-37所示。7.6.3通信數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)2.添加串口服務(wù)器與設(shè)備通信創(chuàng)建新的DB“ModbusSend”,并在其中創(chuàng)建“Send_1”數(shù)組,根據(jù)Modbus標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求格式依照?qǐng)D7-31的協(xié)議將數(shù)組起始值設(shè)定為“0A040000000A7176”,如圖7-38所示。并在程序段2中寫入“TSEND”指令的DATA接口,接收的數(shù)據(jù)同樣存放在數(shù)據(jù)塊DB4中的數(shù)組“ReadData”中。程序段4是當(dāng)5s內(nèi)接收不到新的數(shù)據(jù)時(shí),將“ReadData”的數(shù)據(jù)復(fù)位為0,如圖7-39所示。7.6.3通信數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)3.與S7-1200PLC通信與S7-120