SIMATIC PCS7 标准培训-10-自定义功能块.ppt

1、2021/2/11 SIMATIC PCS7 标准培训 自定义功能块 Sciample Training - SIMATIC PCS7 2 2021/2/11 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 Sciample Training - SIMATIC PCS7 3 2021/2/11 FB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 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 4 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

2、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。 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 5 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。 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 6 变量声明 FB和FC块中

3、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。 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 7 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

4、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。 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 8 FB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。 20

5、21/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 9 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。 Sciample Training - SIMATIC PCS7 10 2021/2/11 LAD 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 2021/2/11 Sciample Tra

6、ining - SIMATIC PCS7 11 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 S R R SQ SR （变量地址） R S Q RS （变量地址） N （变量地址） P （变量地址） NOT M_BIT Q NEG （变量地址1） （变量地址2） M_BIT Q POS （变量地址1） （变量地址2） 位逻辑指令 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 12 三种数据类型 CMP?I 整数比较 CMP?D 长整数比较 CMP?R 实数比

7、较 六种比较条件 = IN1等于IN2 IN1不等于IN2 IN1大于IN2 = IN1大于等于IN2 = IN1小于等于IN2 比较指令 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 13 MOVE 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，D 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 14 BCD_I BCD码转换为整型 I_BCD 整型数转换为BCD码 BCD_DI BCD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_R

8、EAL 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 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 15 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）

9、整数运算指令 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 16 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 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 17 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 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 18 S_CUD 向上向下计数器

10、 S_CD 向下计数器 S_CU 向上计数器 计数器指令 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 19 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 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 20 ttt S:I0.0 R:I0.1 Q:Q4.0 S_PULSE 脉冲定时器 2021/2/11 Sciample Training

11、 - SIMATIC PCS7 21 ttt S:I0.0 R:I0.1 Q:Q4.0 S_PEXT 扩展脉冲定时器 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 22 ttt S:I0.0 R:I0.1 Q:Q4.0 t S_ODT 延时开启定时器 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 23 ttt S:I0.0 R:I0.1 Q:Q4.0 t S_ODTS 带保持延时开启定时器 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 24 ttt S:I0.0 R:I0.1

12、 Q:Q4.0 t S_OFF 延时断开计时器 Sciample Training - SIMATIC PCS7 25 2021/2/11 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 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 26 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； 2021/2/11 Sciample

13、 Training - SIMATIC PCS7 27 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。 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 28 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

14、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。 Sciample Training - SIMATIC PCS7 29 2021/2/11 FC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 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 30 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： 0Kp4mA0 12Kp20mA27648 在程序中必须先对其做量程转换，之后才能

15、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。 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 31 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。 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 32 变量声明 其他数据只是在运

16、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。 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 33 LAD实现量程转换FC1 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 34 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 Sciample Training - SIMATIC PCS7

17、35 2021/2/11 FB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FB1 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 36 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。 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 37 引脚 滤波器应该是一个

18、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； 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 38 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：BUF：ARRAY1.4 OF REAL；（0.0） 其他变量可以声明成临时变量。 2021/2/11 Sciam

19、ple Training - SIMATIC PCS7 39 LAD实现信号滤波FB1 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 40 在CFC中调用FB1 在CFC中连接块的引脚； 不必关心生成的背景数据块，编译时自动生成。 Sciample Training - SIMATIC PCS7 41 2021/2/11 SCL 编程简介 SCL 编程环境 SCL 程序结构 SCL 编程实例 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 42 SCL 编程环境 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 43 SCL 程序结构 主框架 声明生成块的名称和FC块返回值的类型 分隔程序的各个部分 属性声明 定制生成块的属性 变量声明 所有程序中使用的变量必须声明 程序体 执行算法程序 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 44 SCL 编程实例 2021/2/11 Sciample Training - SIMATIC PCS7 45 总结与练习