STEP7 编程语言和PLC 程序编制

2010-09-07李方坤邹艳敏何恩博

中国新技术新产品 2010年1期

李方坤邹艳敏何恩博

（1、齐重数控装备股份有限公司，黑龙江齐齐哈尔 161000 2、黑龙江省送变电工程公司，黑龙江哈尔滨 150000）

全集成自动化技术TIA（Totally Integrated Automation）是西门子自动化系统技术与产品的核心思想和主导理念。TIA 集高度的集成统一性和前所未有的开放性于一身，标准化的网络体系结构、统一的编程组态环境和高度一致的数据集成，使TIA 成为企业实现了横向和纵向的信息集成；领先的通讯标准、基于组件的自动化技术（CBA）与IT 集成，使TIA 对全球自动化市场的产品和服务范围真正开放。

SIEMENS 系统的可编程序控制器SIMATIC MANAGER 是西门子用于进行PLC 程序编制，进行机床状态控制的组件，它主要组成包括电源模块、CPU 模块、输入输出模块，其接口有，RS232借口，PROFIBUS 借口，MPI 电缆接口等。通过X122、MPI 插口，使电脑与NCU 相连PLC。

1 硬件组态

硬件组态使STEP7 软件的一项重要功能。STEP7 软件中的“硬件组态”，就是模拟真实的PLC 硬件系统，将CPU、电源和信号模块等设备安装到相应的机架上，并对PLC 硬件模块的参数进行设置和修改的过程。

波特率：MPI 187.5kbps

OPI 1.5Mbps

过程：建项目→建站→组态硬件

1.1 自动组态：用线缆建PLC 与840D 相连，用自动组态自动识别（上载站）将PLC 传到计算机:PLC→UPLOAD→选MPI 地址=2，若地址=3，将包括PLC 和NCU。若备份PLC,则过程为：新建Project→plc→upload station，这样就将硬件备份了。建立完站后，出现文件夹：hardware 和cpu.CPU 文件夹下有S7 程序。

S7 程序下有三个目录：symbols（符号表）、sources(源文件)、blocks(功能块)

1.2 手动组态：打开S7→新建文件→INERT→STATION→SIMATIC300→双击HARDWARE→INSERT→HARDWARE COMPONENT→PROFILE→STANDARD→S300→RACK300,选相应的位置（待置位表中），再在右侧相应的模块上双击就将模块选定，选好后再下载。

2 编程

在进行PLC 程序编制中，可采用以下三种形式：

逻辑梯形图（LAD）、语句表（STL）、功能块图（FBD）

语句表编程常用指令：

STEP7 中常用BLOCK 主要有几种:OB 组织块、FC 功能块、FB 功能块、DB 数据块等。

OB:功能块，相当于主程序，常用的有OB1和OB100；

FC、FB:功能块，相当于子程序

在编完子程序后，必须在主程序中调用子程序

OB100 是PLC上电后先执行，只执行一次；OB1 是PLC CPU 循环执行的程序。上电后首先执行OB100，再执行OB1(反复执行；OB100 调用FB1(西门子编好)

FB1 是系统里用OPI 总线连接PCU 和MCP，对控制面板进行定义：控制面板的输入地址的起始地址；控制面板的数量；控制面板的输出地址的起始地址；控制面板的MPI 地址：MCPIBUSADR=6

组织块(OB)。在CPU 中，用户程序由启动程序、主程序和各种中断响应程序等不同的程序模块构成,这些模块在STEP7 中的实现形式就是OB。OB 是直接被操作系统调用的用户程序块，OB 与不同的CPU 类型是相关的，某一型号的CPU 支持哪些OB 是确定的。OB1 是对应于循环执行的主程序的程序块，它是STEP7 程序的主干，其他大多数OB 则对应于不同的中断处理程序（另外还有启动程序和背景程序等非中断类的OB）。

功能（FC）和功能块（FB）。 FC 和FB 都是用户自己编写的程序模块，可以被其他程序块（OB、FC 和FB）调用。FC 与FB 的根本区别在于，FC 不具备自己的存储区，而FB 拥有自己的存储区（背景DB），在调用任何一个FB 时，都必须指定一个背景DB。

FC2：基本NCK 与PLC 通讯的

NCK←→PLC

FC2 必须在OB1 的开始部分

FC2——“gp_hp”

FC10:处理报警信息

FC10——“AL-MSG”

PLC 产生报警，传给NCK，NC 采取措施，同时在MMC上显示报警文本

调用FC1 两个参数需设置

TouserIF=TRUE（相当于 1）和 FALSE（相当于0）

Quit:=I3.7(报警文本)。报警复位键（RESET）地址I3.7

FC19:机床控制面板主程序FC19——“MCP-IFM”

BAGNO(方式组号)=B#16#1(B—B 进制16-16 进制)

CHANNO(通道号)=B#16#1

SPINDLEIFNO:=B#16#4(主轴号)

FEEDHOLD=M100.0(进给暂停)

SPINDLEHOLD=M100.1（主轴停止）

数据块（DB）。DB 分为背景DB 和共享DB两种类型。背景DB 是和FB 相关联的，因此在创建背景DB 时，必须指定它所属的FB，而且该FB必须已经存在。在调用一个FB 得时候，也必须指明一个与之对应的背景DB[1]。

背景DB 与共享DB 没有本质的区别，它们的数据都可以被任何一个OB、FC 或FB 读写。两者之间的主要区别在于使用的目的：背景DB 的用途或目的是为某一个FB 提供数据，因此其数据格式必须与该FB 的变量声明一致；共享DB的目的是为用户程序提供一个可保存的数据区，它的数据结构并不依赖于特定的程序块。

1）DB 模块类型主要有：

DBB--数据模块类型

DBW--数据块字（16 位）DBD--数据块双字（32 位）

2）数据类型：

DOUBLE:实型或整型数，输入范围±4.19 ×10-307-±1.67×10308

DWORD:整型数，范围为-2.147 ×1092.14-7×109

BOOL:0 或1

BYTE:整型数，范围位-128-127

STRING:最多16 位字符串

3)常用数据块功能

DB2:报警接口信号。该信号是从PLC 到NCK，在PLC 中设置相应的位就能在MMC上产生相应的报警号（7 开头的报警是机床场假设定的）

DB10:显示NCU 的状态，用来交换NCK 的快速I/O 的状态的接口，还有一些NCK 的状态信号