6ES7317-6FF04-0AB0概述

下面以發(fā)動機組控制系統(tǒng)為例，介紹如何編輯和使用多重背景數(shù)據(jù)塊。

例 發(fā)動機組控制系統(tǒng)設(shè)計——使用多重背景

設(shè)某發(fā)動機組由1臺汽油發(fā)動機和1臺柴油發(fā)動機組成，現(xiàn)要求用PLC控制發(fā)動機組，使各臺發(fā)動機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在設(shè)定的速度上，并控制散熱風(fēng)扇的啟動和延時關(guān)閉。每臺發(fā)動機均設(shè)置一個啟動按鈕和一個停止按鈕。

項目的編程步驟如下：

（1）創(chuàng)建S7項目。使用菜單“文件"à“新建工程"向?qū)?chuàng)建發(fā)動機組 控制系統(tǒng)的S7項目，并命名為“多重背景"。CPU選擇CPU 315- 2DP，項目包含組織塊OB1。

（2）硬件配置。在“多重背景"項目內(nèi)打開“SIMATIC 300（1）"文件夾，打開硬件配置窗口，并按圖1完成硬件配置。

圖1 硬件配置

（3）編輯如圖2所示的符號表。

（4） 規(guī)劃程序結(jié)構(gòu)。程序結(jié)構(gòu)規(guī)劃如圖3所示。FB10為上層功能塊，它 把FB1作為其“局部實例"，通過二次調(diào)用本地實例，分別實現(xiàn)對汽 油機和柴油機的控制。這種調(diào)用不占用數(shù)據(jù)塊DB1和DB2，它將每次調(diào)用（對于每個調(diào)用實例）的數(shù)據(jù)存儲到體系的上層功能塊FB10的背景數(shù)據(jù)塊DB10中。

（5）編輯功能（FC）。FC1用來實現(xiàn)發(fā)動機（汽油機或柴油機）的風(fēng)扇控制，按照控制要求，當(dāng)發(fā)動機啟動時，風(fēng)扇應(yīng)立即啟動；當(dāng)發(fā)動機停止后，風(fēng)扇應(yīng)延時關(guān)閉。因此FC1需要一個發(fā)動機啟動信號、一個風(fēng)扇控制信號和一個延時定時器。

1） 定義局部變量聲明表。局部變量聲明表如表1所示，表中包含3個變量，兩個IN變量，1個OUT變量。

表1 變量聲明表

2） 編輯FC1的控制程序。FC1所實現(xiàn)的控制要求：發(fā)動機啟動時風(fēng)扇啟動，當(dāng)發(fā)動機再次關(guān)閉后，風(fēng)扇繼續(xù)運行4s，然后停止。定時器采用斷電延時定時器，控制程序如圖4所示。

圖4 FC1控制程序

（6）編輯共享數(shù)據(jù)塊。共享數(shù)據(jù)塊DB3可為FB10保存發(fā)動機（汽油機和柴油機）的實際轉(zhuǎn)速，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速都達到預(yù)設(shè)速度時，還可以保存該狀態(tài)的標(biāo)志數(shù)據(jù)。DB3的數(shù)據(jù)如圖5所示。

（7） 編輯功能塊（FB）。在該系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)內(nèi)，有2個功能塊：FB1和FB10。FB1為底層功能塊，所以應(yīng)首先創(chuàng)建并編輯；FB10為上層功能塊，可以調(diào)用FB1。

1） 編輯底層功能塊FB1。在項目內(nèi)創(chuàng)建FB1，符號名“Engine"。定義功能塊FB1的變量聲明表如表2所示。

FB1主要實現(xiàn)發(fā)動機的啟?？刂萍八俣缺O(jiān)視功能，其控制程序如圖6所示。

圖6 FB1程序

2） 編輯上層功能塊FB10。在項目內(nèi)創(chuàng)建FB10，符號名“Engines"。在FB10的屬性對話框內(nèi)激活“多情景標(biāo)題"選項，如圖7所示。

圖7 將FB10設(shè)置成使用多重背景的功能塊

要將FB1作為FB10的一個“局部背景"調(diào)用，需要在FB10的變量聲明表中為FB1的調(diào)用聲明不同名稱的靜態(tài)變量，數(shù)據(jù)類型為FB1（或使用符號名“Engine"），如表3所示。

表3 FB10的變量聲明表

在變量聲明表內(nèi)完成FB1類型的局部實：“Petrol_Engine"和“Diesel_Engine"的聲明以后，在程序元素目錄的“多重實例"目錄中就會出現(xiàn)所聲明的多重實例，如圖8所示。接下來可在FB10的代碼區(qū)，調(diào)用FB1的“局部實例"。

編寫功能塊FB10的控制程序如圖9所示。調(diào)用FB1局部實例時，不再使用獨立的背景數(shù)據(jù)塊，F(xiàn)B1的實例數(shù)據(jù)位于FB10的實例數(shù)據(jù)塊DB10中。發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速可直接從共享數(shù)據(jù)塊中得到，如DB3.DW0（符號地址為“S_Data".PE_Actual_Speed）。

圖9 FB10的控制程序

（8） 生成多重背景數(shù)據(jù)塊DB10。在項目內(nèi)創(chuàng)建一個與FB10相關(guān)聯(lián)的多重背景數(shù)據(jù)塊DB10，符號名“Engine_Data"。如圖10所示。

圖10 DB10的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（9） 在OB1中調(diào)用功能（FC）及上層功能塊（FB）。OB1控制程序如圖11所示，“程序段4"中調(diào)用了FB10。

圖11 OB1控制程序

使用多重背景時應(yīng)注意以下問題：

（1） 首先應(yīng)生成需要我次調(diào)用的功能塊（如例中的FB1）。

（2） 管理多重背景的功能塊（如例中的FB10）必須設(shè)置為有多重背景功能。

（3） 在管理多重背景的功能塊的變量聲明表中，為被調(diào)用的功能塊的每一次調(diào)用定義一個靜態(tài)（STAT）變量，以被調(diào)用的功能塊的名稱（如FB1）作為靜態(tài)變量的數(shù)據(jù)類型。

（4） 必須有一個背景數(shù)據(jù)塊（如DB10）分配給管理多重背景的功能塊。背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)是自動生成的。

（5） 多重背景只能聲明為靜態(tài)變量（聲明類型為“STAT"）。

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變頻器預(yù)備知識

如何讓電機正常運行是個工業(yè)的老話題了，小電機的可以直接啟動，有的大一點功率電機是星三角，有的是軟起動，但是工業(yè)上大多數(shù)用的是變頻器（VFD）。 因此如何控制變頻器帶動電機正常運轉(zhuǎn)是優(yōu)秀工控人的所具備基本的技能。

什么是變頻器？

變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如電機過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。

一般來說，PLC如果控制變頻器，如圖總體上來說三種方式，變頻器要控制電機總體來說有二種方式，下面便簡單的介紹下。（這里說的都是通用變頻器）

圖一：PLC控制VFD，VFD控制電機

1， PLC如何控制變頻器？

1 這個的先說二個概念：

1）信號源；給變頻器正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，還是停止信號。控制電機動作的信號。

2）頻率源: 給電機以多少轉(zhuǎn)速，多少HZ工作,找準(zhǔn)信號源與頻率源，VFD就能干活

2 plc控制VFD的幾種方式

1） BOP面板直接啟停調(diào)速

2） 開關(guān)量輸入端子（固定功能端子+多功能端子，分UP/down 和多轉(zhuǎn)速）啟停調(diào)速

開關(guān)量輸入端子啟停，電位計調(diào)速

開關(guān)量輸入端子啟停，模擬量給定調(diào)速

3）通信--自己通信協(xié)議或者MODBUS

二 信號源與頻率源的給定。圖二：V20 變頻器頻率源給定

三，變頻器是如何控制電機的？

VFD控制電機，所謂的U/F就是恒壓頻比控制，輸出的電壓和頻率可調(diào)，這是一般的控制器，很少用到了，一般是控制4KW以下的電機?，F(xiàn)在工業(yè)上都是用的高功能的控制器，

不僅可以控制輸出電壓與頻率，還可以控制輸出轉(zhuǎn)矩。說白了就是我要多少轉(zhuǎn)速就是轉(zhuǎn)速，同時我還要符合不同負載所需要的轉(zhuǎn)矩。矢量控制是在高能控制器的基礎(chǔ)上，大大提高了控制的精度。

上面說了，PLC控制VFD，就是要告訴VFD信號源與頻率源。這些來源可以是面板給定的，也可以是通過VFD的輸入端子給定，也可以通過通信的方式給定（西門子DP或者PN，三菱的CC-lnk或者走通用的MODBUS）但在這之前，還有一步重要的步驟要做。

四，快速調(diào)試與電機靜態(tài)識別

1） 快速調(diào)試

所謂的快速調(diào)速就是固定的，集中的參數(shù)放在一起設(shè)定，以V20為例

1.1進入快速調(diào)試的三種方法：

1)恢復(fù)出廠P0010=30，P0970=31，完成后，BOP操作面板跳到選擇HZ的畫面，選擇50H，進入快速調(diào)試后，右上角的燈會閃爍,長按M后退出快速調(diào)試

2)顯示菜單長按M鍵，進入快速調(diào)試后，右上角的燈會閃爍,長按M后退出快速調(diào)試

3)在參數(shù)列表里P0010=1 進入快速調(diào)試后，右上角的燈會閃爍,長按M后退出快速調(diào)試