SIMATIC-PCS7-标准培训--10--自定义功能块

2020/7/30SIMATICPCS7标准培训自定义功能块SciampleTraining---SIMATICPCS722020/7/30内容FB和FC块的结构LAD编程语言设计自定义功能块FC设计实例FB设计实例SCL编程简介SciampleTraining---SIMATICPCS732020/7/30FB和FC块的结构引脚变量声明程序体块属性FB的背景数据块2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS74块的引脚FB和FC块是实现一定功能的程序块，例如：量程转换、PID控制器、信号滤波等；FB和FC将程序分解成相对独立的部分；在FB和FC内部避免使用直接地址，而是通过块的引脚与调用程序实现数据交换，可以防止读取到无效数据；设计良好的块可以被多次调用，只需改变引脚连接，可节约编程工作量。2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS75块的三种引脚输入端（IN）：变量输入，只读；输出端（OUT）：结果输出，避免读取输出端；输入输出端（IN_OUT）：用于需要回写的变量，例如需要自复位的按钮。2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS76变量声明FB和FC块中所有用到的变量必须先声明；变量声明中包括对引脚的声明；FB和FC块中的变量声明类型：IN，OUT，IN_OUT块的引脚；TEMP临时变量，用于程序的中间数据存储；STAT静态变量，在FB中用于保存重要数据，FC没有静态变量。块中的变量可以采用所有PCS7支持的基本和复合数据类型，但是块的引脚在连接时必须满足两端数据类型一致。2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS77块属性FB和FC块包含以下属性：NAME：块名称VERSION：版本号FAMILY：块分类AUTHOR：作者S7_TASKLIST：调用块的执行顺序S7_m_c：块是否需要与WinCC变量连接可以在编写自定义功能块时设置属性。2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS78FB的背景数据块FC和FB的区别：FC块没有背景数据块；背景数据块与变量声明中确定的数据结构一致；背景数据块中不包含临时变量；用于保存每个周期的变量数值，可以在其他程序中访问背景数据块中的数据；FC块的引脚不能空置，不能赋初值；FB块的引脚可以不连，保持其默认的初始值；FC常用于一些简单的逻辑运算和不需数据存储的功能，也用于调用其他FB和FC块实现程序的结构化；FB更适合于编写复杂的运算功能。2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS79程序体FB和FC块的程序可以采用多种编程语言编写；LAD、FBD：适于编写较简单的功能，程序直观易懂；STL：适于编写贴近内核的程序，功能强大，但程序晦涩难懂；SCL：适于编写复杂的运算功能，功能强大，接近高级语言，程序易懂。SciampleTraining---SIMATICPCS7102020/7/30LAD编程语言位逻辑指令比较指令MOVE与数据转换指令整数运算指令浮点数运算指令字逻辑运算指令计数器指令定时器指令2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS711常开触点常闭触点取反输出线圈置位线圈复位线圈检测下降沿检测上升沿复位－置位触发器置位－复位触发器检测变量上升沿检测变量下降沿SRRSQSR（变量地址）RSQRS（变量地址）N（变量地址）P（变量地址）NOTM_BITQNEG（变量地址1）（变量地址2）M_BITQPOS（变量地址1）（变量地址2）位逻辑指令2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS712三种数据类型CMP?I整数比较CMP?D长整数比较CMP?R实数比较六种比较条件==IN1等于IN2IN1不等于IN2IN1大于IN2IN1小于IN2=IN1大于等于IN2=IN1小于等于IN2比较指令2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS713MOVE指令可实现简单的数据转换功能IN：I，Q，M，D，常数OUT：I，Q，M，D2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS714BCD_IBCD码转换为整型I_BCD整型数转换为BCD码BCD_DIBCD码转换为长整型DI_BCD长整型数转换为BCD码I_DINT整形数转换为长整型DI_REAL长整型数转换为实型数INV_I整型数的二进制反码（按位取反）INV_DI长整型数的二进制反码（按位取反）NEG_I整型数的2的补码（加负号）NEG_DI长整型数的2的补码（加负号）NEG_R实型数的相反数（加负号）数据转换指令2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS715ADD_I整型数加法SUB_I整型数减法MUL_I整型数乘法DIV_I整型数除法ADD_DI长整型数加法SUB_DI长整型数减法MUL_DI长整型数乘法DIV_DI长整型数除法MOD_DI长整型数取模运算（求余数）整数运算指令2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS716ADD_R实型数加法SUB_R实型数减法MUL_R实型数乘法DIV_R实型数除法浮点数运算指令2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS717WAND_W字“与”WOR_W字“或”WXOR_W字“异或”WAND_DW双字“与”WOR_DW双字“或”WXOR_DW双字“异或”字逻辑运算指令2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS718S_CUD向上－向下计数器S_CD向下计数器S_CU向上计数器计数器指令2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS719S_PULSE---(SP)脉冲定时器S_PEXT---(SE)扩展脉冲定时器S_ODT---(SD)延时接通定时器S_ODTS---(SS)带保持延时接通定时器S_OFFDT---(SF)延时断开定时器定时器指令2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS720tttS:I0.0R:I0.1Q:Q4.0S_PULSE脉冲定时器2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS721tttS:I0.0R:I0.1Q:Q4.0S_PEXT扩展脉冲定时器2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS722tttS:I0.0R:I0.1Q:Q4.0tS_ODT延时开启定时器2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS723tttS:I0.0R:I0.1Q:Q4.0tS_ODTS带保持延时开启定时器2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS724tttS:I0.0R:I0.1Q:Q4.0tS_OFF延时断开计时器SciampleTraining---SIMATICPCS7252020/7/30设计自定义功能块分解程序功能选择FC和FB块设计引脚和变量结构2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS726分解程序功能可以按照以下原则对程序进行功能分解：按照实现的功能划分：如电机起停逻辑、阀门控制器等；按照控制的设备划分：如除氧器、加压泵等；按照控制回路划分：如汽包水位控制器、主管压力控制器等；按照算法单元划分：如量程转换，浮点运算等；2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS727选择FC和FB块选择合理的程序块划分原则；尽量将实现功能所需的数据包含到功能块中；需要大量中间数据的功能块应选择FB，如：计算浮点数多项式；需要读取多个扫描周期数据的功能块采用FB，例如：PID控制器；不需数据存储或只需临时数据存储的功能块可采用FC实现，例如：量程转换等。2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS728设计引脚和变量结构将需要在调用时变化的数据设计成块的引脚；合理利用IN，IN_OUT，OUT三种引脚类型，优先使用IN和OUT类型，避免不必要的麻烦；需要在多个周期中使用的变量应为静态变量；只在单个周期使用或仅仅一个语句使用的变量应为临时变量；对FB块中变量赋初值时应考虑安全；临时变量不能赋初值。SciampleTraining---SIMATICPCS7292020/7/30FC设计实例量程转换功能引脚变量声明LAD实现量程转换在OB1中调用2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS730量程转换功能从模拟量输入通道读到的是一个没有工程单位的数值，与输入信号的对应关系是：0Kp－－4mA－－012Kp－－20mA－－27648在程序中必须先对其做量程转换，之后才能得到实际的测量信号；量程转换是一个最常用的功能，但必须经过多步运算才能实现，因而有必要将其编写成功能块。2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS731引脚将一个0到27648的数值转换成从低量程（0Kp）到高量程（12Kp）之间的数值；为了确保可以在程序中多次调用，需要将一些变量引出成为引脚；要转换的数值应该是一个输入引脚；高低量程根据不同的信号可能不同，应该设计成输入引脚；量程转换的结果应该作为输出引脚。2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS732变量声明其他数据只是在运算过程中使用，可以定义成临时变量。引脚的数据类型：输入：SV:WORD;HLM:REAL;LLM:REAL;输出：PV:REAL在量程转换功能中没有需要多个周期使用的数据，可以用FC实现。将自定义量程转换功能定义成FC1。2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS733LAD实现量程转换FC12020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS734在OB1中调用FC1FC1的引脚不能空置连接变量的数据类型与声明的类型一致SciampleTraining---SIMATICPCS7352020/7/30FB设计实例信号滤波功能引脚变量声明LAD实现信号滤波FB1在CFC中调用FB12020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS736信号滤波功能为了消除模拟量信号的高频噪声，在信号读入之后需要先经过滤波器；根据要求不同可以选用多次滤波，如四次滤波；在滤波器中，将连续对同一个信号采样，并将连续四次采样的平均值作为当前时刻的实际值输出；滤波器可以用于各种模拟量信号，用功能块实现可以节约编程量。2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS737引脚滤波器应该是一个单输入单输出的系统，输入端是一个任意的模拟量信号，输出是经过滤波之后的模拟量信号；2020/7/30SciampleTraining---SIMATICPCS738变量声明由于滤波算法中需要保存连续四次的采样值，并作平均运算，因而需要使用FB来实现；可以将连续四次采样值保存在一个实型数组中，并且必须将其声明成静态类型（STAT）；在FB中输入输出和静态变量可以设置初值：输入：SV：REAL；（初值为0.0）输出：PV：REAL；（初值为0.0）静态：BU