山西省西門子（中國）有限公司授權(quán)代理商-西門子工業(yè)技術(shù)支持-西門子變頻器

1   順序控制指令介紹
       PLC應(yīng)用比較廣泛的場合之一就是順序流程控制。順序流程控制就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部的狀態(tài)和時間的順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu)自動有序地進(jìn)行操作。它是一種效率較高的編程調(diào)試方法，其基本思想方法就是將系統(tǒng)的一個工作周期劃為若干個順序相連的階段，即步，對步的控制就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的各種要求。西門子S7-200系列PLC提供了順序流程的相關(guān)指令，即順序控制繼電器指令LSCR、SCRT、SCRE。LSCR n是標(biāo)記一個順序控制器段(SCR)的開始，n為順序控制器S的地址，當(dāng)n為1時，該順序控制段開始工作。SCRE是標(biāo)記該順序控制段的結(jié)束。每一控制段必須以它為結(jié)束。SCRT n是執(zhí)行SCR段的轉(zhuǎn)移，當(dāng)n=1時，一方面使下一個SCR段的使能位S置位，以便下一個SCR段開始工作，對本SCR段復(fù)位，使得本SCR段停止工作。控制SCRT的轉(zhuǎn)換條件就可以實現(xiàn)相關(guān)的轉(zhuǎn)移。使用SCR時有以下限制:不能在不同的程序中使用相同的S位，如PLC控制的流程有兩部分，則這兩部分之間不能用相同的S位，否則兩部分的流程會混串。不能在SCR指令中使用JMP和LBL指令，使用JMP和LBL指令，即不允許用跳入或跳出的方法跳入或跳出SCR段，其實對于用順序流程控制指令都能實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)，可不用JMP。不能在SCR段中使用FOR、NEXT、END語句。其在語句表語言中的例子如下:

2  塑料發(fā)泡加工系統(tǒng)的工作過程
      塑料發(fā)泡加工就是對包裝材料泡沫塑料原材料的加工處理。加工發(fā)料系統(tǒng)采用一臺TP270觸摸屏帶3臺S7-200PLC，每臺PLC控制兩個罐的方案。每個罐的總體流程類似，它可以看成是一個順序加工過程。系統(tǒng)的主要工作過程如圖1說明。在觸摸屏上按“程序啟動”，開始執(zhí)行加工過程，把原料罐內(nèi)原有的壓力通過排壓閥釋放，因為上次加壓完成送料后罐會有壓力存在，如直接打開加熱閥，壓力從加熱閥中沖出會損壞進(jìn)氣管道，必須先打開與大氣相連的排壓閥排壓，當(dāng)壓力降為0bar后關(guān)閉排壓閥，根據(jù)設(shè)定的溫度打開加熱閥加熱空罐，達(dá)到設(shè)定溫度后關(guān)閉加熱閥，打開進(jìn)料閥接通風(fēng)機控制接觸器，風(fēng)機抽風(fēng)，料從進(jìn)料閥開始加原料。進(jìn)料完成后操作人員在觸摸屏上按“程序開始”，系統(tǒng)開始對原料加設(shè)定的壓力，加到設(shè)定的壓力開始保持，保持到設(shè)定時間到為止。共分8步完成，每一步的時間、壓力均不同。接著對原料進(jìn)行冷卻硬化，最后等待出料。要求加熱的溫度、每步的加壓時間、壓力，硬化的次數(shù)等均可通過觸摸屏設(shè)定，實時跟蹤壓力，對整個加工過程能通過屏控制，如啟動，停止等。每個罐共有7個被控制的氣動閥，1個溫度傳感器PT100，1個量程為0~6bar輸出電流信號的壓力傳感器(0~20mA)，一臺進(jìn)料風(fēng)機每兩個罐共用。

圖1     系統(tǒng)順序加工過程

3  順序控制指令實現(xiàn)控制系統(tǒng)的功能
       因為整個流程是一個順序控制過程，考慮用S7-200的順序控制指令是合理的，每一步用一控制位S。圖1中每一個框可看成一步，步與步之間是步的轉(zhuǎn)換條件。
(1) 起始步
      起始步利用其內(nèi)部的特殊寄存器SM0.1(第一個掃描周期為高電平后變?yōu)榈碗娖?來實現(xiàn)對整個流程的初始化。程序初始化時分別置兩個S初始位，實現(xiàn)兩個罐并行運行，每一組的兩個罐可工作;
(2) 控制步
      在每個LSCR 與SCRE 之間即是本步所要做的控制。罐的工作溫度，每一步的工作時間、壓力，通過觸摸屏設(shè)定，存貯在PLC中相應(yīng)的VW中。當(dāng)執(zhí)行到相關(guān)的步時，PLC將實時的壓力與溫度等與設(shè)定作比較，如溫度未到設(shè)定值，則打開加熱閥加熱，到了則關(guān)閉。保壓時間未到，則繼續(xù)等待，直到符合設(shè)定值;
(3) 步的轉(zhuǎn)換條件
       步的轉(zhuǎn)換條件就是指令SCRT的執(zhí)行條件。整個流程分成許多步，實現(xiàn)從上一步到下一步的轉(zhuǎn)換由圖1中看出有許多條件，利用轉(zhuǎn)換條件對應(yīng)在PLC中變量或輔助寄存器作為SCRT轉(zhuǎn)換命令執(zhí)行的條件，就可實現(xiàn)步的轉(zhuǎn)換。激活下一步，終止本步的操作。此例中轉(zhuǎn)換條件有來自觸摸屏的“程序啟動”等按鈕、設(shè)定的時間，實際罐的溫度等作為步的轉(zhuǎn)換條件;
(4) 步的其他功能實現(xiàn)
       在控制要求中，要求在執(zhí)行過程中，如遇特殊情況，要停止整個加工過程。系統(tǒng)考慮在觸摸屏上提供“程序停止”，一旦按“程序停止”則程序必須停止運行回到初始狀態(tài)。程序在每一步中多加了一個轉(zhuǎn)換條件SCRT，由“程序停止”對應(yīng)的輔助寄存器作為控制停止轉(zhuǎn)換條件，實現(xiàn)轉(zhuǎn)換到初始步，也就停止加工過程。
       在控制要求中，要求在執(zhí)行過程中，如遇斷電則在上電后要有斷電恢復(fù)功能，即恢復(fù)到斷電前的加工狀態(tài)。考慮系統(tǒng)對步進(jìn)控制位S不提供斷電保存功能，在程序公共部分(每次掃描都執(zhí)行的部分)利用MOVEW指令把SW(即16個控制位S對應(yīng)的字)存入系統(tǒng)提供斷電保存功能的VW中，上電后按觸摸屏的斷電恢復(fù)按鈕把VW的內(nèi)容放至SW中實現(xiàn)了對步的斷電恢復(fù)要求。
      在控制系統(tǒng)中加了許多保護(hù)功能，如傳感器的斷線檢測，熱保動作的提示等提示功能在觸摸屏上顯示方便用戶維護(hù)。用了順序控制指令使整個程序的編制變得更加容易，因為過程分割成許多步后，每一步要考慮的內(nèi)容變得相對少得多，整個流程始終以順序控制指令為脈絡(luò)貫穿著，前后的關(guān)系隨著順序控制指令的應(yīng)用而變得清晰。當(dāng)然控制也可以用普通的編程方式來實現(xiàn)，比如用移位指令控制某個字的某一位作為流程中某一個環(huán)節(jié)執(zhí)行的條件也可模擬順序控制指令，但這時對移位指令的移位條件的編制變得很復(fù)雜，要考慮所有環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)換條件，而不象順序控制指令只要考慮本步到下一步的轉(zhuǎn)換條件。步進(jìn)指令不象移位指令受被移位字長度的約束，步到步的跳轉(zhuǎn)、分支實現(xiàn)也很方便，但用移位指令來編會相當(dāng)費力。可以看出步    
      進(jìn)指令其實是程序框架指令，是否應(yīng)用它及對它應(yīng)用是否合理直接影響程序的結(jié)構(gòu)。與其他品牌的PLC相比西門子的順序控制指令比較靈活，簡潔

SIMATIC S7-1200產(chǎn)品在該項目中充分展示出其強大的軟硬件優(yōu)勢。硬件方面，它具有的模塊化和緊湊性，系統(tǒng)小巧簡單而不失強悍，更容易實現(xiàn)與復(fù)雜的系統(tǒng)無縫連接，PROFINET RJ45接口在制作和應(yīng)用上更加方便可靠。軟件方面，SIMATIC STEP 7 Basic 十分易于使用。對于初學(xué)者，工程組態(tài)非常容易上手；對于專家，工程組態(tài)則變得快速而高效。它的在線診斷、模塊化功能塊使得編程調(diào)試更加簡單方便，而其智能功能可為用戶提供支持并減少故障的發(fā)生幾率。由于只需要輸入少量信息，它對程序模塊的組態(tài)和修改十分簡單高效。

　　以往的鐵路信號閉塞控制采用兩芯動力電纜，以最古老、的方式直接輸送36V或48V來驅(qū)動幾公里或幾十公里外的繼電器，以實現(xiàn)信號的聯(lián)絡(luò)傳輸。這種方式不僅施工造價高（電纜需要單獨敷設(shè)），十分危險（有雷擊問題）。該項目利用鐵路現(xiàn)有的通訊光纜中備用的兩芯，以通訊方式實現(xiàn)，具有投資小、實施方便快捷的特點。
　　西門子?xùn)|北區(qū)銷售人員經(jīng)過與客戶的多次的技術(shù)討論和產(chǎn)品功能確認(rèn)，綜合技術(shù)和成本等多方因素，最終贏得了客戶對西門子S7-1200方案的充分信任。該項目已于9月6日完成，目前運行良好。
       該項目的成功簽訂標(biāo)志著S7-1200邁入鐵路行業(yè)的第一步，也為未來該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于鐵路行業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。