用“線性”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的程序連續(xù)放置在一個(gè)塊內(nèi)(通常為OB1)，塊中的程序按順序執(zhí)行。這一結(jié)構(gòu)是初的PLC模擬的繼電器梯形邏輯的模型。線性程序具有簡(jiǎn)單、直接的特點(diǎn)。編程時(shí)，不必考慮功能塊如何編程及如何調(diào)用，也不必考慮如何定義局部變量及如何使用背景數(shù)據(jù)塊。由于所有的指令在一個(gè)塊內(nèi)，因此它適用于只需一個(gè)人編寫的、相對(duì)簡(jiǎn)單的控制程序。

這是一種部分模塊化的程序結(jié)構(gòu)，也稱為部分結(jié)構(gòu)化。程序被分成各部分放在若干功能塊中，每個(gè)功能塊含有用于一種設(shè)備的一系列控制邏輯。放置在組織塊OB1中的指令決定控制程序的各功能塊的執(zhí)行。比如說，一個(gè)分部程序可能包含以下內(nèi)容：

(1) 用于控制設(shè)備每一部分的FC；

(2) 用于控制設(shè)備每一工作狀態(tài)的FC；

(3) 用于控制操作員接口的FC；

(4) 用于進(jìn)行PLC自診斷的FC。

在分部程序中，既無數(shù)據(jù)交換也沒有重復(fù)利用的程序代碼。各功能塊收集并使用自己的數(shù)據(jù)，功能塊不傳遞也不接收參數(shù)，功能塊的編程與調(diào)用比較簡(jiǎn)單。由于每個(gè)功能區(qū)分為不同的塊，因而使得多個(gè)程序員能夠同時(shí)編程而不發(fā)生沖突。分部程序結(jié)構(gòu)的編程效率比線性程序有所提高，程序測(cè)試也較方便，對(duì)程序員的要求也不太高。對(duì)不太復(fù)雜的控制程序可考慮采用這種程序結(jié)構(gòu)。

3. 結(jié)構(gòu)化程序結(jié)構(gòu)

*結(jié)構(gòu)化(模塊化)的程序結(jié)構(gòu)是PLC程序設(shè)計(jì)和編程較有效的結(jié)構(gòu)形式，它可用于復(fù)雜程度高、程序規(guī)模大的控制應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)化程序可以重復(fù)使用某些功能塊，只需要在使用功能塊時(shí)為其提供不同的環(huán)境變量(實(shí)參)，就能完成對(duì)不同設(shè)備的控制。例如，在工業(yè)攪拌控制過程中有三臺(tái)泵，對(duì)它們的控制功能相似，可以編寫一個(gè)用于對(duì)泵進(jìn)行控制的功能塊，編程時(shí)先定義泵控制所需的變量(形參)，并使用這些變量構(gòu)成一個(gè)稱為“泵控制”的一般功能塊。在調(diào)用該功能塊時(shí)，通過改變傳入功能塊中的參數(shù)(實(shí)參)，可以分別對(duì)成分A、成分B和攪拌桶中的三臺(tái)泵進(jìn)行控制。

結(jié)構(gòu)化程序有的編程和程序調(diào)試效率，應(yīng)用程序代碼量也小。結(jié)構(gòu)化程序也支持多個(gè)程序員協(xié)同編程。這種程序結(jié)構(gòu)建立在對(duì)PLC系統(tǒng)功能的合理分析、分解及綜合的基礎(chǔ)之上，程序具體結(jié)構(gòu)形式的確定與程序設(shè)計(jì)人員的水平及經(jīng)驗(yàn)關(guān)系很大，對(duì)程序員的要求也較前兩種高。

1. 將過程分割為任務(wù)和區(qū)域

一個(gè)自動(dòng)化過程包括許多單個(gè)的任務(wù)，通過識(shí)別一個(gè)過程內(nèi)的相關(guān)任務(wù)組，然后將這些組再分解為更小的任務(wù)，即使復(fù)雜的過程也能夠被定義。下面將這個(gè)工業(yè)攪拌過程構(gòu)造為四個(gè)功能區(qū)域：配料A區(qū)域、配料B區(qū)域、混合罐區(qū)域和排料區(qū)域。

2. 說明各個(gè)功能區(qū)域

1) 配料A和配料B區(qū)域

(1) 每種配料的管道都配備有一個(gè)入口和一個(gè)進(jìn)料閥以及進(jìn)料泵。

(2) 進(jìn)料管還有流量傳感器。

(3) 當(dāng)罐的液面?zhèn)鞲衅髦甘竟逎M時(shí)，進(jìn)料泵的接通必須被鎖定。

(4) 當(dāng)排料閥打開時(shí)，進(jìn)料泵的啟動(dòng)必須被鎖定。

(5) 在啟動(dòng)進(jìn)料泵后1 s內(nèi)必須打開入口閥和進(jìn)料閥。

(6) 在進(jìn)料泵停止后(來自流量傳感器的信號(hào))閥門必須立即被關(guān)閉以防止配料從泵中泄露。

(7) 進(jìn)料泵的啟動(dòng)與一個(gè)時(shí)間監(jiān)控功能相結(jié)合，換句話說，在泵啟動(dòng)后的7 s之內(nèi)，流量傳感器會(huì)報(bào)告溢出。

(8) 當(dāng)進(jìn)料泵運(yùn)行時(shí)，如果流量傳感器沒有流量信號(hào)，進(jìn)料泵必須盡可能快地?cái)嚅_。

(9) 必須對(duì)進(jìn)料泵啟動(dòng)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)(維護(hù)間隔)。

2) 混合罐區(qū)域

(1) 當(dāng)罐的液面?zhèn)鞲衅髦甘?ldquo;液面低于低限”或排料閥打開時(shí)，攪拌電機(jī)的啟動(dòng)必須被鎖定。

(2) 攪拌電機(jī)在達(dá)到額定速度時(shí)要發(fā)出一個(gè)響應(yīng)信號(hào)。如果在電機(jī)啟動(dòng)后10 s內(nèi)還未接收到該信號(hào)，則電機(jī)必須被斷開。

(3) 必須對(duì)攪拌電機(jī)的啟動(dòng)次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)(維護(hù)間隔)。

(4) 在混合罐中必須安裝三個(gè)傳感器。① 罐裝滿：一個(gè)常閉觸點(diǎn)。當(dāng)達(dá)到罐的液面時(shí)，該觸點(diǎn)斷開。② 罐中液面高于低限：一個(gè)常開觸點(diǎn)。如果達(dá)到低限，該觸點(diǎn)關(guān)閉。③ 罐非空：一個(gè)常開觸點(diǎn)，如果罐不空，該觸點(diǎn)閉合。

3) 排料區(qū)域

(1) 罐內(nèi)產(chǎn)品的排出由一個(gè)螺線管閥門控制。

(2) 這個(gè)螺線管閥門由操作員控制，但是遲在“罐空”信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，該閥必須被關(guān)閉。

(3) 當(dāng)攪拌電機(jī)在工作或罐空時(shí)打開排料閥必須被鎖定。

3. 定義邏輯塊

通過程序塊可以將用戶程序分布到不同的塊中并建立塊調(diào)用的分層結(jié)構(gòu)來組織程序。本例中用戶程序主要由組織塊OB1、功能塊FB1、功能FC1及三個(gè)數(shù)據(jù)塊DB1～DB3組成。圖5.12所示為結(jié)構(gòu)化編程的塊的分層調(diào)用結(jié)構(gòu)。

(1) OB1：與CPU操作系統(tǒng)的接口，包含主要程序。在OBl中調(diào)用塊FBl和FCl并傳送控制過程所需的特定參數(shù)。

(2) FB1：用于配料A的進(jìn)料泵、配料B的進(jìn)料泵和攪拌電機(jī)的控制。由于要求*(接通、斷開、計(jì)數(shù)應(yīng)用程序等)，可以通過同一個(gè)功能塊實(shí)現(xiàn)。

(3) 背景DB1～DB3：用于控制配料A、配料B的進(jìn)料泵和攪拌電機(jī)的實(shí)參及靜態(tài)數(shù)據(jù)各不相同，因此分別存儲(chǔ)在與FBl相關(guān)的三個(gè)背景DB中。

(4) FC1：用于閥的控制。配料A和B的入口閥和進(jìn)料閥以及排料閥共同使用本邏輯塊。

符號(hào)名

如果在用戶程序中使用了符號(hào)，則必須用STEP 7在符號(hào)表中對(duì)這些符號(hào)進(jìn)行定義。表5.6所示為所用的程序組件的符號(hào)名及地址。

5. 生成電機(jī)的FB

電機(jī)的FB包括以下邏輯功能：

(1) 啟動(dòng)和停止輸入。

(2) 允許設(shè)備操作的一系列互鎖(泵和攪拌電機(jī))?；ユi狀態(tài)存儲(chǔ)在OB1的臨時(shí)局域數(shù)據(jù)(L堆棧)中(“Motor_enable”和“Valve_enable”)，并且當(dāng)電機(jī)的FB被處理時(shí)與啟動(dòng)和停止的輸入進(jìn)行邏輯組合。

(3) 來自設(shè)備的反饋必須在一個(gè)特定的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)，否則就假定有故障或錯(cuò)誤出現(xiàn)，并使電機(jī)停止。

(4) 時(shí)間點(diǎn)和響應(yīng)時(shí)間或錯(cuò)誤故障循環(huán)持續(xù)時(shí)間都必須被。

(5) 如果啟動(dòng)按鈕被按下并且電機(jī)被使能，則設(shè)備自行接通并運(yùn)行直至按下停機(jī)按鈕。

(6) 當(dāng)設(shè)備接通時(shí)，一個(gè)定時(shí)器啟動(dòng)運(yùn)行，如果在定時(shí)器的時(shí)間到達(dá)之前未接到來自設(shè)備的響應(yīng)信號(hào)，則停機(jī)。

115/230 V AC 電路到 115/230 V AC 電路防護(hù)等級(jí)通過 FC 調(diào)用，從S7-400 的用戶程序發(fā)送電子郵件。 電業(yè)部門曾這么使用PLC，用以實(shí)時(shí)記錄用戶用電情況，以實(shí)現(xiàn)不同用電時(shí)間、不同計(jì)價(jià)的收費(fèi)辦法，鼓勵(lì)用戶在用電低谷時(shí)多用電，達(dá)到合理用電與節(jié)約用電的目的?！　∽⑨專骸　〉蛪簷C(jī)監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警顯示明確，運(yùn)行人員通過光字顯示，可直接了解故障點(diǎn)，從而迅速處理。保護(hù)范圍全面?！　?.3 通信子程序　　淡水處理廠控制器制造

通過 S7-400 的 C 總線以及 CPU 的 MPI 或 DP 接口，可以尋址帶有 C 總線接口的通信處理器和功能模塊。這樣就可以從編程器直接訪問 C 總線上連接的模塊。通過接口模塊，可將多 6 個(gè)擴(kuò)展單元連接到 C 總線。 這些經(jīng)銷商是從那些國(guó)內(nèi)大量使用OEM PLC的企業(yè)，以項(xiàng)目方式進(jìn)貨，價(jià)格非常低，但是這種經(jīng)銷商有一個(gè)明顯特點(diǎn)就是產(chǎn)品型號(hào)不全，因?yàn)閲?guó)內(nèi)OEM客戶并不要西門子全套產(chǎn)品。所以客戶判斷這樣的經(jīng)銷商只要多詢問一些不常用的卡件或者CPU類型，看一看價(jià)格就能清楚了?！　7-300 PLC的應(yīng)用非常廣泛，在設(shè)計(jì)選型和調(diào)試及實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)碰到各種各樣的問題。本文從實(shí)際出發(fā)，總結(jié)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)以上各方面的問題提出了自己的見解，希望對(duì)工程技術(shù)人員能有一定的參考價(jià)值。博大精深 同心致遠(yuǎn)本回路為一定值單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。其設(shè)定值為13.5Kpa,當(dāng)加壓機(jī)后出口壓力升高/降低時(shí)，增大/減小變頻器的輸出頻率，從而改變加壓機(jī)的轉(zhuǎn)速，以“變”求“穩(wěn)”。例如，可以允許一個(gè) CPU 訪問另一個(gè) CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)通信。CE 標(biāo)志可向用戶組分配不同訪問權(quán)限。通過新的保護(hù)級(jí)別 4，還可以限制與 HMI 設(shè)備之間的通信。由于操作保護(hù)得到改進(jìn)，控制器可以檢測(cè)到組態(tài)數(shù)據(jù)的更改或未經(jīng)允許的傳輸。與類似解決方案相比能效明顯提高的產(chǎn)品與系統(tǒng)，如燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)、低能耗燈泡以及智能樓宇管理系統(tǒng)?！　∧M量輸入（簡(jiǎn)稱AI）模塊SM331目前有三種規(guī)格型號(hào)，即8AI×l2位模塊、2AI×l2位模塊和8AI×l6位模塊?！　OGO和S7-200是超小型化的PLC，適合于單機(jī)控制或小型系統(tǒng)的控制，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等；S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，可用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行直接控制，可以對(duì)多個(gè)下一級(jí)的可編程控制器進(jìn)行監(jiān)控，還適合中型或大型控制系統(tǒng)的控制，能滿足中等性能要求的應(yīng)用；S7-400則用于中、性能范圍的可編程序控制器，能進(jìn)行較復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算和復(fù)雜的矩陣運(yùn)算，還可用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行直接控制，也可以對(duì)多個(gè)下一級(jí)的可編程序控制器進(jìn)行監(jiān)控。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)采用SINEC L2網(wǎng)，它把SIMATIC系列可編程序控制器以及工控機(jī)連成網(wǎng)絡(luò)。SNEC L2是令牌總線網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)是雙絞線或光纜。每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過總線連接器連到總線網(wǎng)上，在本系統(tǒng)中，三臺(tái)PLC之間以及與兩臺(tái)工控機(jī)之間都實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)通訊。 　　該方案配置體現(xiàn)了分散控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，即控制功能分散，操作管理集中?？刂乒δ芊稚⒁馕吨到y(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)快和系統(tǒng)危險(xiǎn)分散，操作管理集中便于集中管理，方案配置還具有冗余特性。 　

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