西门子1200PLC的OB块用法讲解

2018年9月25日10:39:26 发表评论 323 阅读

很多从日系PLC或者200PLC过来的人,很不习惯于S7 1200 或者TIA PORTAL 里面的一些专业术语,比如OB,DB,FC,FB等等,其实这些术语也包含于S7 300,400 ,1500等,所以今天讲解的内容,理论上也适应于这些PLC。虽然我没有玩过这些东西,但是TIA PORTAL适合于西门子全系列PLC,很多概念性的东西都是一致的。S7 1200的功能强大正式基于拥有各种类型的block和多种变量类型。

S7 1200 由以下几类基本元素组成:

OB:组织块,英文名Organization block。组织块是CPU系统和用户程序之间的接口,可以在CPU上电启动时调用,也可以循环调用,也可以在PLC发生错误时候调用。

DB:数据块,英文名Data block。从字面含义便知主要用于储存用户数据,比如模拟量转换数据,相当于200里面的V区,欧姆龙PLC的W区。

FC:函数,英文名Function。我们常常在FC函数中写一些需要重复执行的代码,可以在程序不同地方调用,可以被OB调用,也可以被FC调用。使用FC可以简化我们需要重复执行的任务,提高代码的运行效率。FC类似于200的子程序。

FB:FC+DB组合,意思是含有DB块的FC函数,与FC的区别是当函数调用结束后,通过Static变量仍然可以保留数值,经常用于调用间的数据共享。

OB组织块

当我们新建一个程序时,系统会自动建立一个Main[OB1]程序,该程序会在PLC的每个扫描周期被调用。Main程序和200里面的主程序,是一个同样的概念。也类似于C里面的Main ,即为函数入口点,我们可以在Main程序里面调用各种函数和块。下面的图是在程序中调用一个FC和FB,然后在FC中调用另外一个FC,形成嵌套调用。

注:<Main>、<SumFC>、<调用FC>、<调用FB>是别名,方便我们记忆和理解,真正的地址在[.....]中,如OB1,FC2,FC1,FB1等等。

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图1 Main程序

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图2 Main调用结构

图1显示了Main程序具体内容,图2显示了Main程序的调用结构。图中很多元素的概念,我们暂时不需要了解,但是可以看到一些整体概念,Mian程序包含程序段1(NW1)和程序段2(NW2),在Main的调用结构中包含了3个元素test、调用FB和调用FC。其实应该是4个,还有一个嵌套在<调用FC>中,点击<调用FC>左侧箭头,出现如下图所示:

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图3 FC嵌套调用

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图4 OB分类

我们来分析上图中的OB类型。OB块主要用于程序循环、启动、延时中断、循环中断、硬件中断、HSC中断、诊断错误和时间错误八大事件。OB块还有两个属性是编号和优先级,优先级越高,中断级别越高。在同样的优先级别,OB编号越小,越优先执行。从图1中,我们看到Main程序的地址在OB1,是一个循环运行程序,优先级为1较低。时间错误事件的优先级最高,当发生该事件时,会暂停执行Main程序,优先执行时间错误事件OB块。程序循环OB类块的编号属性为"1;>=123",意为我们可以创建多个类似OB块。因为新建程序默认OB编号为1,假设我们要创立该事件类型OB块,那么默认编号为123起,同时OB1的执行要优先于OB123。诊断错误事件OB块和时间错误OB块只有一个。

添加OB新块

图5 添加OB新块

手动选择创建编号

图6 手动选择创建编号

图5 添加OB新块界面,我们可以看到,在红色矩形框处,OB编号数值为123,我们选择的创建方式为自动。如果你想起用别的编号,可以选择手动方式,同时可以选择创建OB块采用的语言。大家不妨自己试一试哦。

这里讲解几个常用的OB类型块使用,其他类型OB块使用,大家可以翻阅系统编程手册。

程序循环事件OB块(program cycle):该块主要用于执行循环运行的程序,一般一个程序中创建一个便可以,就是默认的Main程序(OB1),我们可以通过调用FC和FB来实现其他功能。系统CPU每个扫描周期都会执行该类型OB块。

启动事件OB块(Startup):该块主要用于初始化变量,当PLC断电重启或者CPU从STOP切换为RUN时候执行,往后不再运行,也就是只运行一次。我们新建一个DB1块,添加两个,设置初始值,如下图所示:

添加DB块变量

图7 添加DB块变量

然后新建一个Startup事件OB块,写如下程序(SCL语言):

Startup事件OB块程序

图8 Startup事件OB块程序

我们可以看到该类型OB块编号为100,如果再建一个该类型OB块,编号必须>=123。然后我们下载程序,这里顺便提一下下载选项,如下图所示:

下载选项

图9 下载选项

如果是初次下载,选择"硬件和软件(仅更改)"。如果不是初次,可以选择你修改的部分,这样会提高下载速度。

程序运行结果

图10 程序运行结果

循环中断事件OB块(Cyclic interrupt):常常用于需要定时执行的任务,比如我们需要1秒钟采样50个模拟值,我们可以把循环时间设置为20毫秒。可能会有人问,为什么不采用普通定时器每隔20毫秒采样一次呢?因为普通定时器会受到CPU扫描周期的影响。在PID程序中,我们需要采用循环中断事件来调整计算PID输出。

添加循环中断事件OB块

图11 添加循环中断事件OB块

在实验程序里,通过INC指令把DB1块里面的变量,每隔1秒加1,运行效果如下:

循环中断事件OB

图12 循环中断事件OB

我们会看到在OB30这个程序块里面,"Data".Var2的值会每隔1秒变化,如果把INC指令放在Main[OB1]里面会是什么情况呢?

诊断错误事件OB块(Diagnostic error interrupt):当PLC发生故障时,会触发该事件;解除故障时,也会触发该事件,在该模块里面,我们可以读到故障信息。

添加诊断错误事件OB块

图13 添加诊断错误事件OB块

在实验程序里,我们需要捕捉模拟量输入的溢出错误,所以需要对模拟量输入进行如下配置:

添加溢出诊断功能

图14 添加溢出诊断功能

AI通道硬件标识符

图15 AI通道硬件标识符

在配置硬件组态时,TIA PORTAL 将为每个硬件对象(如模块、接口或模块端口,甚至是智能设备的传输区)自动分配硬件标识符,相当于我们的身份证号码,独一无二。

诊断程序

图16 诊断程序

在诊断程序中,我们可以获取错误IO状态,硬件标识符和通道,并添加了STP指令。当错误发生时候,使PLC处于STOP状态,若不添加STP指令,PLC仍以RUN状态运行。

诊断运行结果

图17 诊断运行结果

通过读取IO_State,LADDR和Channel三个变量,IO状态以二进制格式显示,第4位为1,所以会出现错误。具体每个变量含义请看下图:

诊断错误中断 OB 的启动信息

图18 诊断错误中断 OB 的启动信息

结束语

这期我们主要讲解TIA PORTAL 编程中一个非常重要的元素OB块,该内容不仅适合于1200,同样也适用于1500,300,400。由于1200本身的功能限制,1200的知识点还是与其他型号有所区别。与200相比,则是程序结构分类更为精细。希望我通俗易懂的讲解,能让大家快速领悟到OB块的强大之处并且能快速上手。在本期的讲解中,若有不明之处,欢迎留言哦,同时欢迎指出错误。留言问题,我会定期做统一解答。

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