西门子模块6ES7232-0HB22-0XA8支持验货

西门子模块6ES7232-0HB22-0XA8支持验货

PLC的基础技术的进展，主要集中在两个基本方面：执行多任务和程序互换。
  所谓执行多任务，就是在一个PLC系统中可同时装几个CPU模块，每个CPU模块都执行某一种任务，控制与其所执行任务相关的I/O模块的存取。其实，按照IEC 61131-3的概念，我们应该更确切地称之为通过多配置执行多任务。例如，三菱电机的小Q系列较多可以在一个机架上插4个CPU模块；富士电机的MICREX-SX系列较多可以在一个机架上插6个CPU模块。这些CPU模块可以是专门用于逻辑控制、顺序控制的，也可以是运动控制用的，还可以是做过程控制用的，上述在bbbbbbs操作系统的环境下执行PC机任务的模块，也是供用户选择的一种选项。从某种意义上讲，这也是一种混合式的控制系统。
PLC的传统软件模型包括一个资源，运行一个任务，控制一个程序，且运行于一个封闭系统中。而在IEC 61131-3可编程控制器编程语言标准的软件模型中，在其较上层把解决一个具体控制问题的完整的软件概括为一个“配置”。它专指一个特定类型的控制系统，包括硬件装置、处理资源、I/O通道的存贮地址和系统能力，等同于一个PLC系统的应用程序。在一个由多台PLC或由多个CPU构成的PLC控制系统中，每一台PLC或每一个CPU的应用程序就是一个独立的“配置”。在一个“配置”中可以定义一个或多个“资源”。可把“资源”看作能执行IEC程序的处理手段，它反映PLC的物理结构，在程序和PLC的物理I/O通道之间提供了一个接口。只有在装入“资源”后才能执行IEC程序。一般而言，通常资源放在PLC内，当然它也可以放在其它支持IEC程序执行的系统内。在一个“资源”内可以定义一个或多个任务。任务被配置后可以控制一组程序或功能块。这些程序和功能块可以是周期地执行，也可以由一个事件驱动予以执行。
    由此可见，该软件模型足以映像各类实际系统：对于只有一个处理器的小型系统，其模型只有一个配置、一个资源和一个程序，与现在大多数PLC的情况完全相符。对于有多个CPU模块插装在同一机架上的中、大型系统，每个CPU模块被视作一个配置，可由一个或多个资源来描述，而一个资源则包括一个或多个程序。对于分散型系统，包含多个配置，而一个配置又包含多个处理器，每个处理器用一个资源描述，每个资源则包括一个或多个程序。
    值得指出的是，近些年来在日本开始流行的多CPU的PLC结构，恰恰是在IEC 61131-3标准颁布后多年之后才问世的。这个PLC结构的性变化，显然是建立在这个软件模型的  理论基础上，要不然PLC还是由一个CPU按扫描方式执行一个程序的那种传统结构。
    至于程序互换的问题，至少到目前为止尚是一个努力的方向。只有在每个PLC的供应厂商所提供的PLC产品都真正遵循IEC 61131-3的标准，而且其编程系统的具体实现又切实符合IEC 61131-8《编程语言的应用和实现导则》，并通过PLCopen这个国际组织对各种编程语言（LD、SFC、FBD、ST和IL）的一致性测试，还要解决不同PLC的存储地址资源的对应互换，才有可能实现名副其实的程序互换全局地关闭所有被连接的中断事件
CRETI
根据逻辑操作的条件从中断程序中返回
RETI
位于中断程序结束，是必选部分，程序编译时软件自动在程序结尾加入该指令
通信指令
NETR TBL，PORT
初始化通讯操作，通过指令端口（PORT）从远程设备上接收数据并形成表（TBL）。可以从远程站点读较多16个字节的信息
TBL：VB，MB，*VD，*AC，*LD
PORT：常数
NETW TBL，PORT
初始化通讯操作，通过*端口（PORT）向远程设备写表（TBL）中的数据，可以向远程站点写较多16个字节的信息
XMT TBL，PORT
用于自由端口模式。*发送数据缓冲区（TBL）中的数据，数据缓冲区的**个数据指明了要发送的字节数，PORT*用于发送的端口
TBL：VB，IB，，MB，SB，SMB，*VD，*AC，*LD
PORT：常数（CPU221/222/224为0；CPU226为0或1）
RCV TBL，PORT
初始化或结束接收信息的服务。通过*端口（PORT）接收的信息存储于数据缓冲区（TBL），数据缓冲区的**个数据指明了接收的字节数
GPA ADDR，PORT
读取PORT*的CPU口的站地址，将数值放入ADDR*的地址中
ADDR：VB，IB，，MB，SB，SMB，LB，AC，*VD，*AC，*LD
在SPA指令中ADDR还可以是常数
PORT：常数
SPA ADDR，PORT
将CPU口的站地址（PORT）设置为ADDR*的数值
时钟指令
TODR T
读当前时间和日期并把它装入一个8字节的缓冲区（起始地址为T）
T：VB，IB，，MB，SB，SMB，LB，*VD，*AC，*LD
TODW T
将包含当前时间和日期的一个8字节的缓冲区（起始地址是T）装入时钟
高速计数器指令
HDEF HSC，MODE
为*的高速计数器分配一种工作模式。每个高速计数器使用之前必须使用HDEF指令，且只能使用一次
HSC：常数（0~5）
MODE：常数（0~11）
HSC N
根据高速计数器特殊存储器位的状态，按照HDEF指令*的工作模式，设置和控制高速计数器。N*了高速计数器号
N：常数（0~5）
高速脉冲输出指令
PLS Q
检测用户程序设置的特殊存储器位，由控制位定义的脉冲操作，从Q0.0或Q0.1输出高速脉冲
可用于高速脉冲串输出（PTO）或宽度可调脉冲输出（PWM）
Q：常数（0或1）
PID回路指令
PID TBL，LOOP
运用回路表中的输入和组态信息，进行PID运算。要执行该指令，逻辑堆栈**（TOS）必须为ON状态。TBL*回路表的起始地址，LOOP*控制回路号
回路表包含9个用来控制和监视PID运算的参数：过程变量当前值（PVn），过程变量前值（PVn-1），给定值（SPn），输出值（Mn），增益（Kc），采样时间（Ts），积分时间（Ti），微分时间（Td）和积分项前值（MX）
为使PID计算是以所要求的采样时间进行，应在定时中断执行中断服务程序或在由定时器控制的主程序中完成，其中定时时间必须填入回路表中，以作为PID指令的一个输入参数S7-200在CPU单元上设有硬件电路（芯片等）处理高速数字量I/O，如高速计数器（输入）、高速脉冲输出。这些硬件电路在用户程序的控制下工作，可以达到很高的频率；但点数受到硬件资源的限制。
S7-200 CPU按照以下机制循环工作：
读取输入点的状态到输入映像区
执行用户程序，进行逻辑运算，得到输出信号的新状态
将输出信号写入到输出映像区
只要CPU处于运行状态，上述步骤就周而复始地执行。在第二步中，CPU也执行通讯、自检等工作。
上述三个步骤是S7-200 CPU的软件处理过程，可以认为就是程序扫描时间。
实际上，S7-200对数字量的处理速度受到以下几个因素的限制：
输入硬件延时（从输入信号状态改变的那一刻开始，到CPU刷新输入映像区时能够识别其改变的时间）
CPU的内部处理时间，包括：
读取输入点的状态到输入映像区
执行用户程序，进行逻辑运算，得到输出信号的新状态
将输出信号写入到输出映像区
输出硬件延时（从输出缓冲区状态改变到输出点真实电平改变的时间）
上述A,B,C三段时间，就是限制PLC处理数字量响应速度的主要因素。
一个实际的系统可能还需要考虑输入、输出器件的延时，如输出点外接的中间继电器动作时间等 。
CPU上的部分输入点延时（滤波）时间可以在编程软件Micro/WIN的“系统块”中设置，其缺省的滤波时间是6.4ms。
如果把容易受到干扰的信号接到CPU上可改变滤波时间的DI点上，调整滤波时间可能改善信号检测的质量。
支持高速计数器功能的输入点在相应功能开通时不受此滤波时间约束。滤波设置对输入映像区的刷新、开关量输入中断、脉冲捕捉功能同样有效。
有些输出点要比其他点更快些，是因为它们可以用于高速输出功能，在硬件上有特殊设计。没有专门使用硬件高速输出功能时，它们只是和普通点一样处理
继电器输出开关频率为1Hz。

新一代工业人机界面的出现，对于在构建PLC工控系统时实现上述功能，提供了一种简便可行的途径。本文以国内某大型浮法玻璃生产线冷端切割区主控系统为例，介绍HMI在PLC工控系统上的应用。

1、前 言

可编程序控制器Programmable Logic Controller在工厂自动化FA中占有举足轻重的地位。技术的不断发展较大地促进了基于PLC为核心的控制系统在控制功能、控制水平等方面的提高。同时对其控制方式、运行水平的要求也越来越高，因此交互式操作界面、报警记录和打印等要求也成为整个控制系统中重要的内容。对于那些工艺过程较复杂，控制参数较多的工控系统来说，尤其显得重要。新一代工业人机界面的出现，对于在构建PLC工控系统时实现上述功能，提供了一种简便可行的途径。

2、工业人机界面的特点和功能

工业人机界面Human Machine Interface，简称HMI，又称触摸屏监控器，是一种智能化操作控制显示装置。工业人机界面由特殊设计的计算机系统32位RISC CPR芯片　为核心，在STN、TFT液晶显示屏或EL电发光显示器上罩盖有透明的电阻网络式触摸屏

HMI的主要功能有：数据的输入与显示；系统或设备的操作状态方面的实时信息显示；在HMI上设置触摸控件可把HMI作为操作面板进行控制操作；报警处理及打印；此外，新一代工业人机界面还具有简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等智能化控制功能。

3、HMI在PLC工控系统上的应用

下面以国内某大型浮法玻璃生产线冷端切割区主控系统为例，介绍HMI在PLC工控系统上的应用。

3.1 系统概述

切割区为浮法玻璃生产线中一个重要工段，其中包括测量发讯、纵切、横切、掰断加速、掰边、纵掰纵分、输送辊道等众多生产控制设备。系统硬件上主要由主控制器PLC控制工程网版权所有，现场设备控制装置包括伺服控制器、变频器、模拟量信号及脉冲信号处理器等　和HMI构成。作为整个控制系统的核心，切割区主控系统在正常生产时根据生产工艺要求协调各个单机控制子系统的工作，制定切割计划，实现整个生产过程全自动化。整个系统的核心控制部分由美国GE Fanuc 90-30 PLC完成，此部分内容本文略，而系统的监控和交互式操作界面等任务将由HMI承担。主要有以下内容：参数的设定；动态画面的显示；故障报警与诊断以及报表打印。其中HMI选用日本Digital公司的GP-577。

3.2 HMI与PLC之间的通讯

当HMI用于PLC控制系统时，HMI与PLC之间通过串口以Direct bbbb直接连接方式进行通讯。在该方式下控制工程网版权所有，HMI根据要求直接读入PLC的数据或把数据写入PLC相应的地址中。由于内装通讯协议，因此无须编制通讯程序，只要*所用PLC类型即通讯协议，运行时便可实现通讯。因此大大减少了PLC用户程序的负担。在系统设计时，直接*控制部件与其对应PLC的输入输出％I/O、寄存器％R、中间寄存器％M的地址CONTROL ENGINEERING China版权所有，运行时HMI就能自动和PLC进行数据交换。直接读取或改写PLC相应地址的内容，并据此改变画面上显示内容。同时通过对HMI的触摸操作，可向PLC相应的地址输入数据。

3.3 HMI监控主面

整个HMI监控系统采用树型结构，由监控主画面及相应功能子画面组成。在监控主画面下端设有控制功能键，按动功能键可以依次进入相应子画面，执行所需的功能。在每一个子画面中可通过 上一页 、 下一页 功能键在同一功能组中进行画面切换，在任一子画面都可以通过 主画面 功能键退回到监控主画面。系统自动采集相关数据，将切割计划、测量脉冲、辊道速度等一些重要生产工艺参数显示在主画面上，便于操作人员的观察。监控主画面上还有生产过程的动态画面显示，在动态画面上以各种形式模拟出主要控制设备的运行情况，例如光电开关的动作、电磁阀的吸合、电机的运行停止等，直观、生动的反映出现场的过程，方便操作人员对生产情况、设备工况的了解。DIGITAL公司的HMI编程软件ProPB3Win提供了丰富的控制部件，例如按钮部件、画面切换部件、指示灯部件、数据文本显示部件等等

此外，充分利用HMI的优势将原先布置在控制柜上的开关、指示灯尽可能地用HMI中的控制部件替代，这样做减少硬件设备，简化了现场设备间的接线，更重要的是给设计和调试带来诸多方便3.4 HMI参数设置功能

主控系统中有多达近百个参数需要设置，根据控制功能将其分为联锁、横切、横掰、速度、掰边、纵掰及设备参数组，使整个系统的结构更加合理。同时利用HMI触摸操作的特性使参数设置变得较为直观和简便。在参数设定时

，利用其内带的数字键盘，将此数字键盘设计为弹出式，在操作人员要设定参数时，按动 设定 键，弹出数字键盘进行操作。每个参数在部件属性中定义并分配了相应的PLC地址

，当确认后输入的数据将存入PLC*的地址中。操作完成后，按动 一 键，可消去数字键盘。此种设计模式可较大化地利用画面的有效面积。同时每个参数都设有上下限限制

，当输入数值****，系统拒绝接受并向操作者发出**限音响报警。此外对重要的系统设备参数组，为安全起见，通过工具库中D-bbbbbb脚本语句编写简单程序设置画面进入操作密码，赋予操作人员不同的操作权限，增加系统的安全性。

3.5 HMI报警及打印功能

在系统报警设计时，将故障信息在报警编辑器中编辑好www.，并在报警记录子画面中设置报警记录显示部件用于故障信息显示。系统运行发生故障时，HMI根据PLC传送的故障信号，将报警编辑器中

HMI的打印机接口支持标准打印机，可实现数据打印。将ＨＭ统数据区打印机控制字置1，便能打印机。系统在切割计划子画面中设有打印功能，可及时打印切割计划报表，供生产管理人员使用。