配方功能快速入門

配方數(shù)據(jù)文件按照標(biāo)準(zhǔn) CSV 格式存儲(chǔ)在 S7-1200 CPU 裝載存儲(chǔ)器或 S7-1200 SIMATIC 存儲(chǔ)卡“程序卡”中。分別可通過 PLC Web 服務(wù)器或?qū)τ诖鎯?chǔ)卡文件操作，將數(shù)據(jù)文件傳送到 PC 進(jìn)行管理和查看。也可將修改過后的配方數(shù)據(jù)文件上傳至PLC，再通過“RecipeImport”配方導(dǎo)入指令更新PLC裝載存儲(chǔ)器中配方數(shù)據(jù)塊的數(shù)值。

測(cè)試實(shí)例：

SIMATIC S7-1200 系列 CPU 使用配方數(shù)據(jù)功能，需要注意以下幾兩點(diǎn)：

程序中創(chuàng)建一個(gè)配方數(shù)據(jù)塊，此 DB 塊必須存儲(chǔ)在 CPU 裝載存儲(chǔ)器中，可以使用 CPU 內(nèi)部裝載存儲(chǔ)器或程序卡

程序中創(chuàng)建一個(gè)活動(dòng)配方數(shù)據(jù)塊，此 DB 塊必須在 CPU 工作存儲(chǔ)器中，使用程序邏輯讀取或?qū)懭胍粋€(gè)活動(dòng)配方記錄

下面，舉例說明用 S7-1200 實(shí)現(xiàn)配方的寫入和讀取功能。為方便配方數(shù)據(jù)操作，按照下圖思路進(jìn)行項(xiàng)目編程：

圖1 配方項(xiàng)目框圖

測(cè)試環(huán)境：

操作系統(tǒng)：Win 10 64bit Pro 1703

軟件：TIA PORTAL V15 Update 4

測(cè)試軟件：Notepad++ V7.5.8

硬件：S7-1215C DC/DC/DC V4.2.3

訂貨號(hào)：6ES7215-1AG40-0XB0

實(shí)現(xiàn)步驟

1.定義一個(gè) PLC 數(shù)據(jù)類型（UDT）

配方數(shù)據(jù)塊必須包含數(shù)組，可以是一維的也可以是多維的，數(shù)組元素是 PLC 數(shù)據(jù)類型或結(jié)構(gòu)。在這個(gè)配方實(shí)例中使用 PLC 數(shù)據(jù)類型創(chuàng)建配方數(shù)據(jù)塊。

在此，創(chuàng)建一個(gè) PLC 數(shù)據(jù)類型，以定義一個(gè)配方記錄中的所有組成，以制造蛋糕為例，建立UDT過程參見鏈接，建好后如圖2所示。

圖2.定義 PLC 數(shù)據(jù)類型

數(shù)據(jù)類型是一個(gè)數(shù)據(jù)模板，它在每個(gè)配方數(shù)據(jù)塊以及活動(dòng)配方數(shù)據(jù)塊中重復(fù)使用。輸入所有實(shí)例配方共用的成分名稱和數(shù)據(jù)類型，根據(jù)分配給配方成分的數(shù)值不同而產(chǎn)生不同的產(chǎn)品配方。

2.使用 PLC 數(shù)據(jù)類型創(chuàng)建配方數(shù)據(jù)塊

創(chuàng)建一個(gè)配方數(shù)據(jù)塊，為全局?jǐn)?shù)據(jù)塊，并啟用數(shù)據(jù)塊屬性"僅存儲(chǔ)在裝載內(nèi)存中"，如圖3紅圈所示。本例中，配方數(shù)據(jù) DB 塊名稱為 "DB1_蛋糕配方”，如圖4所示，插入一個(gè)數(shù)組類型變量，數(shù)組元素的數(shù)據(jù)類型為"蛋糕配方"，本例中設(shè)置數(shù)組限值0..7，即可創(chuàng)建8個(gè)配方，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。

注意，如果需要使用RecipeExport和RecipeImport導(dǎo)入導(dǎo)出，配方DB塊的名稱中盡量不出現(xiàn)中文字符，否則在WEB頁(yè)面操作會(huì)略微麻煩一些，具體詳見配方數(shù)據(jù)的管理。本例為顯示直觀，所以使用了“DB1_蛋糕配方”的名字。

圖3.定義數(shù)據(jù)塊屬性

圖4.創(chuàng)建配方數(shù)據(jù)塊

對(duì)于圖3的優(yōu)化的塊訪問選項(xiàng)，一般默認(rèn)激活，因?yàn)閺腟7-1200 V4.2起，對(duì)于僅存儲(chǔ)于裝載存儲(chǔ)器的優(yōu)化塊的大小限制為256kB，而僅存儲(chǔ)于裝載存儲(chǔ)器的非優(yōu)化塊僅有64kB，顯然優(yōu)化塊可以存儲(chǔ)更多的配方記錄，如果單個(gè)配方數(shù)據(jù)太多，需要放在多個(gè)DB中，也可以減少DB塊個(gè)數(shù)。

3.在工作存儲(chǔ)器中創(chuàng)建活動(dòng)配方 DB，并通過“READ_DBL”和“WRIT_DBL”指令實(shí)現(xiàn)對(duì)裝載存儲(chǔ)區(qū)配方數(shù)據(jù)塊的讀寫操作

在工作存儲(chǔ)器中準(zhǔn)備一個(gè)活動(dòng)配方數(shù)據(jù)塊，用于配方數(shù)據(jù)的寫入和讀取。在本例中，在工作存儲(chǔ)器中創(chuàng)建了一個(gè)全局?jǐn)?shù)據(jù)塊，名稱為 "DB2_活動(dòng)配方”，類型為“蛋糕配方”，如圖5所示。

圖5.添加活動(dòng)配方塊

確定后，就可以得到活動(dòng)配方數(shù)據(jù)塊，該塊只由一組配方組成，如圖6所示。

圖6.活動(dòng)配方數(shù)據(jù)塊

注意，因?yàn)橹噶睢癛EAD_DBL”和“WRIT_DBL”的緣故，要求活動(dòng)配方數(shù)據(jù)塊與配方數(shù)據(jù)塊的優(yōu)化屬性必須相同，即都同時(shí)是優(yōu)化數(shù)據(jù)塊，或者同時(shí)是非優(yōu)化數(shù)據(jù)塊。

將這個(gè) DB 塊作為與裝載存儲(chǔ)器中配方數(shù)據(jù)塊的接口，分別通過指令“WRIT_DBL”能實(shí)時(shí)將存于工作存儲(chǔ)器的活動(dòng)配方數(shù)據(jù)寫入至裝載存儲(chǔ)器的配方數(shù)據(jù)塊，或者通過指令“READ_DBL”實(shí)時(shí)讀取裝載存儲(chǔ)器的配方數(shù)據(jù)塊到工作存儲(chǔ)區(qū)中活動(dòng)配方數(shù)據(jù)。

4.導(dǎo)出配方數(shù)據(jù)塊

對(duì)于S7-1200 V4.0及其以后版本的CPU，可以使用指令RecipeExport和RecipeImport對(duì)配方數(shù)據(jù)塊進(jìn)行導(dǎo)入和導(dǎo)出，在電腦上使用EXCEL、ASCII編輯器等工具編輯。

對(duì)于S7-1200 V4.0以前的版本，一般建議直接在配方數(shù)據(jù)塊的起始值輸入配方，這一部分用戶可以直接跳過下面4-6步，直接看第7步。

在本例中，直接在OB1使用LAD語(yǔ)言調(diào)用RecipeExport和后面的RecipeImport塊，實(shí)際使用時(shí)可以在FC/FB，或者FB的多重背景中使用，語(yǔ)言也可以使用FBD、SCL。

首先新建DB塊，用于調(diào)用塊的請(qǐng)求與狀態(tài)位等，名稱為"DB3_操作"，建立結(jié)構(gòu)體"Export"，以及相關(guān)變量，如圖7所示。

圖7. 建立結(jié)構(gòu)體

在 OB1 調(diào)用RecipeExport，以及捕捉是否完成及錯(cuò)誤代碼等程序，如圖8所示。

圖8.調(diào)用RecipeExport指令

5.配方csv文件的導(dǎo)入和導(dǎo)出

可以使用Web服務(wù)器或者存儲(chǔ)卡的方式對(duì)csv文件進(jìn)行導(dǎo)入和導(dǎo)出，在電腦上的Excel等軟件上進(jìn)行配方數(shù)據(jù)的編輯，具體操作詳見配方數(shù)據(jù)的管理。

6.導(dǎo)入配方數(shù)據(jù)塊

當(dāng)配方文件通過WEB上載完成，或通過存儲(chǔ)卡重新導(dǎo)入文件后，就可以導(dǎo)入配方數(shù)據(jù)塊。和第4步類似，在DB塊"DB3操作"，中建立結(jié)構(gòu)體"Import"，以及相關(guān)變量，結(jié)構(gòu)同"Export"，如圖9所示，用于RecipeImport的請(qǐng)求與狀態(tài)位。

圖9. 建立結(jié)構(gòu)體

在 OB1 調(diào)用RecipeImport，以及捕捉是否完成及錯(cuò)誤代碼等程序，如圖10所示。思路同第4步。

圖10.調(diào)用RecipeImport指令

7.讀取配方數(shù)據(jù)

經(jīng)過使用配方指令或者直接在配方數(shù)據(jù)塊的編輯，此時(shí)配方數(shù)據(jù)已經(jīng)保存在PLC的裝載存儲(chǔ)器中，需要使用READ_DBL指令讀取出來(lái)。可以在DB塊"DB3操作"，建立一個(gè)Int類型變量Index用作配方編號(hào)。對(duì)于本例，配方數(shù)組限值為0-7，所以該配方編號(hào)變量取值范圍也是0-7，可以在HMI畫面上設(shè)置該值，也可以在程序中設(shè)置該值。此外同樣在DB塊"DB3_操作"，建立結(jié)構(gòu)體"Read"，以及相關(guān)變量，用于READ_DBL的請(qǐng)求與狀態(tài)位，如圖11所示。

圖11.建立Index變量及結(jié)構(gòu)體

然后利用數(shù)組的索引尋址功能，將配方數(shù)組指定索引的變量讀取到活動(dòng)配方，即如果需要配方0送到活動(dòng)配方數(shù)據(jù)塊，則Index賦值為0，需要配方1送到活動(dòng)配方數(shù)據(jù)塊，則Index賦值為1，......，具體程序如圖12所示。

圖12.讀配方

然后就可以直接使用活動(dòng)配方了，不論是程序中，還是HMI畫面中。例如本例中，當(dāng)Index=0時(shí)，讀出的活動(dòng)配方DB，如圖13所示。

圖13.活動(dòng)配方數(shù)據(jù)

8.在線修改配方

通常配方功能使用到第7步就可以結(jié)束了，如果需要偶爾小范圍修改配方數(shù)據(jù)，不想大規(guī)模導(dǎo)入導(dǎo)出，或者不想打開程序修改配方數(shù)據(jù)起始值，可以使用WRIT_DBL指令實(shí)現(xiàn)該功能。

對(duì)于本例依然利用DB塊"DB3_操作"的變量Index，確定需要修改的配方編號(hào)，實(shí)際編程可以根據(jù)需要使用和讀配方不一樣的配方編號(hào)變量。

通常在HMI畫面上指定需要修改的配方編號(hào)，并且將活動(dòng)配方的變量與HMI的IO域關(guān)聯(lián)，使用一個(gè)按鈕觸發(fā)READ_DBL的REQ將該配方編號(hào)對(duì)應(yīng)的參數(shù)都讀取到活動(dòng)配方，即映射到了IO域，然后再修改其中需要修改的變量，最后再使用另外一個(gè)按鈕觸發(fā)WRIT_DBL的REQ實(shí)現(xiàn)將改后的活動(dòng)配方寫入該指定配方編號(hào)對(duì)應(yīng)的配方，參考畫面如圖14。

圖14.HMI畫面

同樣在DB塊"DB3_操作"，建立結(jié)構(gòu)體"Write"，以及相關(guān)變量，結(jié)構(gòu)同"Read"，用于WRIT_DBL的請(qǐng)求與狀態(tài)位，如圖15所示。

圖15.建立結(jié)構(gòu)體

最后同樣，利用數(shù)組的索引尋址功能，將活動(dòng)配方寫入到配方數(shù)組指定索引的變量，即如果需要修改配方0，則將Index賦值為0，修改活動(dòng)配方數(shù)據(jù)塊后寫入，需要修改配方1，則將Index賦值為1，修改活動(dòng)配方數(shù)據(jù)塊后寫入，......，具體程序如圖16所示。

圖16.寫配方

本例如圖17所示，讀出Index為0的配方，然后修改黃油數(shù)據(jù)為2.0，點(diǎn)擊“寫入配方”按鈕即可修改配方DB的值。

圖17.HMI修改數(shù)據(jù)